(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の機内側電極と多孔質の機外側電極との間に酸素イオン伝導体を挟んでセルを形成し、
このセルを、吸収式冷凍機における動作流体系側の低圧気密空間に前記機内側電極を臨ませ、かつ、大気空間に前記機外側電極を臨ませる状態に配置し、
前記機内側電極と前記機外側電極とを導電回路で結んで両電極間の電位差又は前記導電回路の電流を検出する検出手段を設け、
前記酸素イオン伝導体における酸素イオン移動を制限又は遮断するクローズド状態と、その制限又は遮断を解除するオープン状態とに切り換え可能なゲート手段を設け、
前記ゲート手段を定期的かつ時限的にオープン状態に切り換える定期制御を実行するとともに、この定期制御の実行下において、前記ゲート手段がオープン状態にあるときの前記検出手段による検出電位差又は検出電流が設定閾値よりも小さくなったとき、所定の異常対応制御を実行する制御手段を設けてある吸収式冷凍機の真空破壊検出装置。
【請求項２】
多孔質の機内側電極と多孔質の機外側電極との間に酸素イオン伝導体を挟んでセルを形成し、
このセルを、吸収式冷凍機における動作流体系側の低圧気密空間に前記機内側電極を臨ませ、かつ、大気空間に前記機外側電極を臨ませる状態に配置し、
前記機内側電極と前記機外側電極とを導電回路で結んで両電極間の電位差又は前記導電回路の電流を検出する検出手段を設け、
前記酸素イオン伝導体における酸素イオン移動を制限又は遮断するクローズド状態と、その制限又は遮断を解除するオープン状態とに切り換え可能なゲート手段を設け、
前記機内側電極を臨ませる前記低圧気密空間として、吸収式冷凍機の動作流体系に対し開閉弁を介して接続した検出室を設け、
前記開閉弁を定期的かつ時限的に開弁状態にし、かつ、前記開閉弁の各回の開弁操作の近傍時期で前記開閉弁が閉弁状態にあるときに前記ゲート手段を時限的にオープン状態に切り換える定期制御を実行するとともに、この定期制御の実行下において、前記ゲート手段がオープン状態にあるときの前記検出手段による検出電位差又は検出電流が設定閾値よりも小さくなったとき、所定の異常対応制御として前記開閉弁の以降の開弁操作を不実行にする制御手段を設けてある吸収式冷凍機の真空破壊検出装置。
【請求項３】
前記ゲート手段として、前記機内側電極の方を負極にした状態で前記両電極に所定の直流電圧を印加することにより前記クローズド状態を現出し、かつ、その電圧印加を停止することで前記オープン状態を現出する電源装置を設けてある請求項１又は２記載の吸収式冷凍機の真空破壊検出装置。
【請求項４】
前記動作流体系での発生水素ガスを前記開閉弁の開弁状態において前記検出室へ送り込むガス抽気手段を設けてある請求項２記載の吸収式冷凍機の真空破壊検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吸収式冷凍機の真空破壊検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収式冷凍機では、真空引きした低圧状態下で吸収液や冷媒を循環させる動作流体系で真空破壊（すなわち気密破壊）が起こると、内部圧力の上昇で冷媒蒸発が阻害されて冷凍能力が大きく低下し、また最悪の事態としては、侵入酸素との結び付きで吸収液の強い腐食性が発現されて急速な内部腐食を招くが、従来、吸収式冷凍機における動作流体系の真空破壊は、吸収器や蒸発器における器内圧力の上昇を検知するなど、動作流体系の圧力を監視することで検知していた（例えば、特開平１０−８９７９６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、単に動作流体系の圧力を監視する従来方式では、動作流体系の圧力変化が真空破壊によるものか、あるいは、吸収式冷凍機で見られる水素ガスの内部発生によるものかを判別することができず、この点で、動作流体系の真空破壊（特に発生初期等の未だ軽微な真空破壊）を精度良く正確に検出できない問題があった。
【０００４】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な検出構成により吸収式冷凍機の真空破壊を精度良く正確に検出できるようにする点にある。
また、本発明のもう１つの主たる課題は、吸収式冷凍機の能力低下原因となる内部発生水素の除去も併せて行なえる実用価値の高い真空破壊検出装置を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１又は請求項２に係る発明では、
多孔質の機内側電極と多孔質の機外側電極との間に酸素イオン伝導体を挟んでセルを形成し、
このセルを、吸収式冷凍機における動作流体系側の低圧気密空間に前記機内側電極を臨ませ、かつ、大気空間に前記機外側電極を臨ませる状態に配置し、
前記機内側電極と前記機外側電極とを導電回路で結んで両電極間の電位差又は前記導電回路の電流を検出する検出手段を設ける。
【０００６】
つまり、上記セルでは、両電極が導電回路により結ばれた状態において、大気空間と動作流体系側の低圧気密空間との酸素分圧差により、機内側電極での主に次の（イ）式の反応を伴いながら、セルにおける酸素イオン伝導体の内部を機外側電極から機内側電極に向かって酸素イオンＯ2-が移動し、これにより、機内側電極と機外側電極との間に両空間の酸素分圧差に応じた電位差が生じる。
２Ｏ2-→Ｏ2 ＋４ｅ-   ……（イ）
【０００７】
したがって、この電位差又は導電回路の電流を上記検出手段により検出すれば、その検出電位差又は検出電流に基づき大気空間と低圧気密空間との酸素分圧差を把握することができ、これにより、それら検出電位差や検出電流の低減（すなわち、低圧気密空間の酸素分圧上昇による両空間の酸素分圧差の低減）をもって、動作流体系側の低圧気密空間で生じた真空破壊を検出することができる。
【０００８】
そして、この真空破壊検出であれば、吸収式冷凍機で見られる水素ガスの内部発生に原因する動作流体系の圧力変化とは明確に区別して真空破壊を検出することができ、この点で、単に動作流体系の圧力を監視する先述の従来方式に比べ、真空破棄をより精度良く正確に検出することができ、また、最悪の内部腐食トラブルの要因となる酸素の侵入度を的確に把握することができ、これらのことで、真空破壊に対し一層適切に対応することが可能になる。
【０００９】
しかも、上記イオン移動に伴う機内側電極での次の（ロ）式の反応により、動作流体系側の低圧気密空間に存在する水素ガスＨ2 （すなわち、動作流体系で内部発生した水素ガス）を水分子Ｈ2 Ｏの形にして除去するといったことも可能になり、
Ｈ2 ＋Ｏ2-→Ｈ2 Ｏ＋２ｅ-   ……（ロ）
この点、動作流体系側の低圧気密空間における酸素濃度（分圧）を他の酸素センサを用いて検出する方式を採るに比べ、真空破壊検出機能と水素ガス除去機能とを併せ持つ装置として、吸収式冷凍機の水素ガス内部発生に原因する能力低下の防止にも利用できる利点が有る。
【００１０】
なお、機内側電極と機外側電極との間に生じる電位差Ｅａは、次の（ハ）式のＮｅｒｎｓｔ式により示される値になる。
Ｅａ＝ＲＴ／４Ｆ・ｌｎ（Ｐｏｏ／Ｐｏｉ）  ……（ハ）
ここで、Ｒ：気体定数
Ｔ：絶対温度
Ｆ：ファラデー定数
Ｐｏｏ：機外側電極が臨む大気空間の酸素分圧
Ｐｏｉ：機内側電極が臨む低圧気密空間の酸素分圧
【００１１】
また、この酸素イオン伝導を用いた真空破壊検出では、上記（イ）式の反応により低圧気密空間で酸素ガスＯ2 が発生して、大気空間から低圧気密空間に酸素ガスが侵入する形になるが、セルの大きさの選定やセルの酸素イオン通過抵抗の選定などで、酸素分圧差による酸素イオン移動に適当な制限を加えるようにしておけば、この真空破壊検出に伴う低圧気密空間での酸素ガス発生は、吸収式冷凍機の冷凍能力を適正に維持する上で特に問題にならない程度のものにすることができる。
【００１２】
請求項１又は請求項２に係る発明の実施において、酸素イオン伝導体には酸素イオン伝導性を有する電解質であれば、ジルコニア、セリウムオキサイト、ハフニュームオキサイトなど種々のものを採用でき、また、その安定化剤にもイットリウム、カルシウム、スカンジューム、イッテリビューム、マグネシウムなど種々のものを採用できるが、酸素イオン伝導体に安定化ジルコニアを用いれば化学的安定性の面で有利であり、中でも部分安定化ジルコニアを用いれば強度（じん性）面及びコスト面でも有利になる。
【００１３】
請求項１又は請求項２に係る発明では、上記の構成に加え、
前記酸素イオン伝導体における酸素イオン移動を制限又は遮断するクローズド状態と、その制限又は遮断を解除するオープン状態とに切り換え可能なゲート手段を設ける。
【００１４】
つまり、この構成では、前記検出手段の検出電位差又は検出電流に基づく真空破壊検出を適当時間ごとに時限的に実施するようにし、そして、各回の検出実施時には上記ゲート手段をオープン状態にし、それ以外の検出休止期間中は上記ゲート手段をクローズド状態にする検出形態を採る。
【００１５】
すなわち、真空破壊検出を上記の如く適当時間ごとに時限的に実施することにおいて、検出休止期間中は上記ゲート手段をクローズド状態にすることにより、前記（イ）式の反応による低圧気密空間での検出休止期間中における酸素ガス発生を抑止することができ、これにより、低圧気密空間での検出休止期間及び検出実施時を通じた全体としての酸素ガス発生量を効果的に低減することができて、吸収式冷凍機の冷凍能力を高く維持する上で一層優れたものになる。
【００１６】
そして、このように低圧気密空間での酸素ガス発生を一層効果的に抑止しながらも、各回の検出実施時には上記ゲート手段をオープン状態にすることにより、真空が適切に保たれているときと真空破壊が生じたときとでの低圧気密空間の酸素分圧変化による酸素イオン移動量の変化（換言すれば、検出手段による検出電位差や検出電流の変化）が顕著に現れるようにすることができ、これにより、そのオープン状態での前記検出手段による検出電位差又は検出電流に基づき真空破壊を精度良く正確に検出することができる。
【００１７】
なお、クローズド状態において酸素イオン伝導体における酸素イオン移動を制限する形態あるいは遮断する形態のいずれを採用してもよいが、クローズド状態において酸素イオン移動を適当量に制限する形態を採れば、低圧気密空間での酸素ガス発生を抑止する機能とともに、前記（ロ）式の反応による水素ガス除去機能をクローズド状態において発現させることができ、これにより、高い水素ガス除去機能を併せ得ることができる。
【００１８】
また、請求項１又は請求項２に係る発明の実施においては、請求項３に係る発明として次の構成を実施してもよい。即ち、請求項３に係る発明では、
前記ゲート手段として、前記機内側電極の方を負極にした状態で前記両電極に所定の直流電圧を印加することにより前記クローズド状態を現出し、かつ、その電圧印加を停止することで前記オープン状態を現出する電源装置を設ける。
【００１９】
つまり、機内側電極の方を負極にした状態で機外側電極と機内側電極とに直流電圧を印加すれば、酸素イオン伝導体における機内側電極の側への酸素分圧差による酸素イオン移動が電気的な反発により抑止される。したがって、機内側電極の方を負極にした状態で両電極に直流電圧を印加する状態と、その電圧印加を停止する状態とに切り換え可能な電源装置を設ければ、それをゲート手段として、その電圧印加により前記クローズド状態を現出でき、また、その電圧印加の停止により前記オープン状態を現出することができる。
【００２０】
すなわち、このように直流電圧の印加とその電圧印加の停止とでクローズド状態とオープン状態との切り換えを行なう上記構成であれば、例えば、機外側電極を大気空間に臨ませる状態と機外側電極を大気空間に対して遮蔽する状態とに切り換える機械的な手段をもってゲート手段を構成するに比べ、クローズド状態とオープン状態との切り換え操作、及び、その切り換え操作構造を簡略にすることができる。
【００２１】
そしてまた、その電源装置による印加電圧Ｅｂを、動作流体系側の低圧気密空間における酸素分圧Ｐｏｉの調整目標上限値Ｐｘと水素分圧Ｐｈの調整目標上限値Ｐｙとに応じた適当値に設定するだけで、低圧気密空間での前記（イ）式の反応による酸素ガス発生を抑止する機能と、前記（ロ）式の反応による水素ガスの除去機能とが並存するクローズド状態（すなわち、酸素イオン移動を適当量に制限するクローズド状態）にして、低圧気密空間の酸素分圧Ｐｏｉ及び水素分圧Ｐｈを各々の調整目標上限値Ｐｘ，Ｐｙ以下の適正範囲に保つようにする機能を発現させることができる。
【００２２】
すなわち、低圧気密空間の酸素分圧Ｐｏｉをその調整目標上限値Ｐｘに保つ印加電圧Ｅｂｘは次の（ハ′）式で与えられ、また、低圧気密空間の水素分圧Ｐｈをその調整目標上限値Ｐｙに保つ印加電圧Ｅｂｙは次の（ニ）式で与えられるから、
Ｅｂｘ＝ＲＴ／４Ｆ・ｌｎ（Ｐｏｏ／Ｐｘ）  ……（ハ′）
Ｅｂｙ＝Ｅｏ＋ＲＴ／２Ｆ・ｌｎ〔Ｐｓ／（Ｐｏｏ1/2 ・Ｐｙ）〕……（ニ）
ここで、Ｅｏ：酸素と水素から水が生成される反応の標準電位
Ｒ：気体定数
Ｔ：絶対温度
Ｆ：ファラデー定数
Ｐｓ：機内側電極が臨む低圧機密空間の水蒸気分圧
Ｐｏｏ：機外側電極が臨む大気空間の酸素分圧
検出手段による検出電位差又は検出電流に基づく真空破壊検出を適当時間ごとに時限的に実施する前述の検出形態（理想的には、オープン状態での検出実施時間をクローズド状態の検出休止期間に比べ無視できる程度の短い時間に限定した繰り返し検出形態）を採ることにおいて、上記電源装置による印加電圧Ｅｂを次の（ホ）式を満たす値に設定すれば、低圧気密空間の酸素分圧Ｐｏｉ及び水素分圧Ｐｈを各々の調整目標上限値Ｐｘ，Ｐｙ以下の適正範囲に保つようにする機能が生じる。
Ｅｂｘ≦Ｅｂ≦Ｅｂｙ  ……（ホ）
【００２３】
請求項１に係る発明では、請求項１及び請求項２に係る発明の上記共通構成に加えて、
前記ゲート手段を定期的かつ時限的にオープン状態に切り換える定期制御を実行するとともに、
この定期制御の実行下において、前記ゲート手段がオープン状態にあるときの前記検出手段による検出電位差又は検出電流が設定閾値よりも小さくなったとき、所定の異常対応制御を実行する制御手段を設ける。
【００２４】
つまり、この構成では、ゲート手段を時限的にオープン状態にして、そのオープン状態にあるときの検出手段による検出電位差又は検出電流に基づき真空破壊を検出するという前述の時限的な真空破壊検出の定期的実施を、上記制御手段に自動的に行なわせる。
【００２５】
そして、各回の時限的な真空破壊検出において検出電位差又は検出電流が設定閾値よりも小さくなったとき、すなわち、大気空間と低圧気密空間との酸素分圧差が所定の閾値よりも小さくなったとき、真空破壊が生じたものとして、真空破壊に対する所定の異常対応制御を上記制御手段に実行させる。
【００２６】
すなわち、上記の如きゲート手段の切り換えを伴う真空破壊検出、及び、真空破壊発生時の異常対応制御を制御手段に自動的に行わせることにより、このような真空破壊検出を吸収式冷凍機の管理者に人為的に行なわせるに比べ、管理者の負担を軽減できるとともに、真空破壊に対する対応をより一層的確にすることができる。
【００２７】
請求項１に係る発明の実施において、制御手段に実行させる異常対応制御は、例えば、吸収式冷凍機の緊急停止、警報の発令、腐食防止剤の投入、あるいは、通信回線を利用した管理センターへの異常連絡など、どのようなものであってもよく、また、上記設定閾値を複数段に設けて、それら閾値ごとに異なる異常対応制御（すなわち、真空破壊の程度によって異なる異常対応制御）を実行させるようにしてもよい。
【００２８】
なお、ゲート手段に前述の電源装置を採用して、その電源装置の印加電圧Ｅｂを低圧気密空間の酸素分圧Ｐｏｉ及び水素分圧Ｐｈが各々の調整目標上限値Ｐｘ，Ｐｙ以下の適正範囲に保たれる値（前記（ホ）式を満足する値）に設定する実施形態を採る場合、当然のことではあるが、上記設定閾値は低圧気密空間における酸素分圧Ｐｏｉの調整目標上限値Ｐｘよりも大きな酸素分圧Ｐｏｉに対応する値に設定する。
【００２９】
請求項２に係る発明では、請求項１及び請求項２に係る発明の前記共通構成に加えて、
前記機内側電極を臨ませる前記低圧気密空間として、吸収式冷凍機の動作流体系に対し開閉弁を介して接続した検出室を設け、
前記開閉弁を定期的かつ時限的に開弁状態にし、かつ、前記開閉弁の各回の開弁操作の近傍時期で前記開閉弁が閉弁状態にあるときに前記ゲート手段を時限的にオープン状態に切り換える定期制御を実行するとともに、
この定期制御の実行下において、前記ゲート手段がオープン状態にあるときの前記検出手段による検出電位差又は検出電流が設定閾値よりも小さくなったとき、所定の異常対応制御として前記開閉弁の以降の開弁操作を不実行にする制御手段を設ける。
【００３０】
つまり、この構成では、吸収式冷凍機の動作流体系に対し開閉弁を介して接続した検出室に前記セルの機内側電極を臨ませる構成において、その開閉弁を定期的かつ時限的に開弁状態にすることにより、検出室の酸素分圧（低圧気密空間の酸素分圧Ｐｏｉ）を通常時には動作流体系の酸素分圧と同等に保つように、また、前記（ロ）式の反応により除去する水素ガス（動作流体系での発生水素ガス）を検出室に導入するようにする。
【００３１】
また、例えばセルの破損やセル取り付け部におけるシール破損などが原因で真空破壊が検出室自体で生じたときに、その真空破壊が直ちに動作流体系に及んでしまうことを閉弁状態にある開閉弁（すなわち、定期的かつ時限的な開弁制御において閉弁期間にある開閉弁）により阻止する。
【００３２】
そして、ゲート手段を時限的にオープン状態にして、そのオープン状態にあるときの検出手段による検出電位差又は検出電流に基づき真空破壊を検出するという前述の時限的な真空破壊検出の定期的実施を、開閉弁の各回の開弁操作の近傍時期で開閉弁が閉弁状態にあるときにゲート手段をオープン状態にする形態で上記制御手段に自動的に実行させ、この各回の時限的な真空破壊検出において検出電位差又は検出電流が設定閾値よりも小さくなっとき、真空破壊が生じた（すなわち、動作流体系で生じた真空破壊が開閉弁の前回の開弁時に検出室に及んだ、ないし、検出室自体で真空破壊が生じた）ものとして、開閉弁の以降の開弁操作を不実行にする異常対応制御を上記制御手段に実行させる。
【００３３】
すなわち、この構成によれば、動作流体系で生じる真空破壊を通常時には動作流体系と同等の酸素分圧に保つ検出室で検出するようにして、動作流体系に対する真空破壊検出機能を備えさせながらも、セル破損やセル取り付け部のシール破損などで検出室自体において真空破壊が生じたときに、その真空破壊が動作流体系に及んでしまうことを上記の異常対応制御（すなわち、開閉弁を閉弁状態に保持する制御）により防止して、動作流体系を保護することができる。
【００３４】
また、上記の如きゲート手段や開閉弁の切り換えを伴う真空破壊検出、及び、真空破壊発生時の異常対応制御を制御手段に自動的に行わせることにより、このような真空破壊検出を吸収式冷凍機の管理者に人為的に行なわせる比べ、管理者の負担を軽減できるとともに、真空破壊に対する対応をより一層的確にすることができる。
【００３５】
請求項２に係る発明の実施において、制御手段には、異常対応制御として、開閉弁の以降の開弁操作の不実行とともに、例えば、吸収式冷凍機の停止、警報の発令、あるいは、通信回線を利用した管理センターへの異常連絡など、他の異常対応制御も併せ実行させるのが望ましく、また、上記設定閾値を複数段に設けて、それら閾値ごとに異なる異常対応制御（真空破壊の程度によって異なる異常対応制御）を実行させるようにしてもよい。
【００３６】
なお、請求項１に係る発明と同様、ゲート手段に前述の電源装置を採用して、その電源装置の印加電圧Ｅｂを低圧気密空間（検出室）の酸素分圧Ｐｏｉ及び水素分圧Ｐｈが各々の調整目標上限値Ｐｘ，Ｐｙ以下の適正範囲に保たれる値（前記（ホ）式を満足する値）に設定する実施形態を採る場合、当然のことではあるが、上記設定閾値は低圧気密空間（検出室）における酸素分圧Ｐｏｉの調整目標上限値Ｐｘよりも大きな酸素分圧Ｐｏｉに対応する値に設定する。
【００３７】
請求項４に係る発明では、請求項２に係る発明の実施にあたり、
前記動作流体系での発生水素ガスを前記開閉弁の開弁状態において前記検出室へ送り込むガス抽気手段を設ける。
【００３８】
つまり、この構成によれば、動作流体系での発生水素ガスを前記開閉弁の開弁により検出室に導入して前記（ロ）式の反応により除去することにおいて、単なる開閉弁の開弁だけで水素ガスを検出室に導入する比べ、上記ガス抽気手段による検出室への強制的な水素ガスの送り込みにより、動作流体系での発生水素ガスをより効率的に除去することができる。
【００３９】
また、水素ガスだけでなく酸素ガスなどの水素ガス以外の不凝縮性ガスも上記ガス抽気手段の送り込み機能により動作流体系から排除することができ、これらのことから、動作流体系の真空状態を適切に保って冷凍能力を高く維持する機能を一層高めることができる。
【００４０】
なお、ガス抽気手段にはエゼクタを初め、ガスに対するポンプ機能を有するものであれば種々の方式のものを採用できる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図１は、冷媒に水を用い吸収液に臭化リチウム溶液を用いた二重効用型の吸収式冷凍機を示し、吸収器１の底部（後述する蒸発器１０との共通底部）から溶液ポンプ２及び溶液熱交換器３を通じて高温再生器４に戻される低濃度の吸収液Ｌａ（希吸収液）をバーナ５により加熱することで、その希吸収液Ｌａから冷媒蒸気Ｒｓを発生させ、続いて、この冷媒蒸気Ｒｓの発生で中濃度になった吸収液Ｌｂを、溶液熱交換器３の高温側熱交換部３ａにおいて希吸収液Ｌａと熱交換させた上で低温再生器６に導入して、高温再生器４での発生冷媒蒸気Ｒｓと伝熱筒７を介し熱交換させることにより、その中濃度の吸収液Ｌｂから更に冷媒蒸気Ｒｓ′を発生させる。
【００４２】
そして、伝熱筒７を介しての中濃度吸収液Ｌｂとの熱交換で一部ないし全部が凝縮した冷媒Ｒ、及び、低温再生器６で発生した冷媒蒸気Ｒｓ′を凝縮器８に導入して凝縮器コイル９における通過冷却水Ｗにより冷却し、この冷却により完全に凝縮させた冷媒Ｒを蒸発器１０の内部に散布して、蒸発器コイル１１における通過冷水Ｃからの気化熱奪取で蒸発させることにより、冷却対象である蒸発器コイル１１の通過冷水Ｃを冷却する。
【００４３】
一方、低温再生器６での冷媒蒸気Ｒｓ′の発生で高濃度になった吸収液Ｌｃ（濃吸収液）は、溶液熱交換器３の低温側熱交換部３ｂにおいて希吸収液Ｌａと熱交換させた上で吸収器１の内部に散布し、この吸収器１において吸収器コイル１２の通過冷却水Ｗによる冷却下で散布濃吸収液Ｌｃに蒸発器１０での蒸発冷媒を吸収させることにより、蒸発器１０の内部を冷媒蒸発に適した低圧状態に維持する。そして、この冷媒吸収により再び低濃度になった吸収液Ｌａ（希吸収液）を溶液ポンプ２により高温再生器４に送ることで、動作流体である冷媒Ｒ及び吸収液Ｌを繰り返し機内循環させて、吸収式冷凍機の運転（冷水発生運転）を継続する。
【００４４】
なお、１３は温水発生運転用の切替弁であり、温水発生運転では、この切替弁１３を開いて高温再生器４での発生冷媒蒸気Ｒｓを短絡的に蒸発器１０へ送ることで、その高温の冷媒蒸気Ｒｓにより加熱対象である蒸発器コイル１１の通過温水Ｈを加熱する。
【００４５】
Ｘは、水素ガス除去装置と真空破壊検出装置とを兼ねる付加装置であり、その装置構成については、真空引きした低圧状態下で吸収液や冷媒を循環させる動作流体系の適当箇所（例えば蒸発器１０や吸収器１）に対しガス抽気手段１４及び開閉弁１５を介してガス除去室を兼ねる気密容器状の検出室１６を接続し、そして、図２に示す如く、白金（Ｐｔ）製の２枚の多孔質電極１７ａ，１７ｂの間に酸素イオン伝導体１８である部分安定化ジルコニア（例えば、６％イットリア安定化ジルコニア（Ｚｒ0.94Ｙ0.06Ｏ2-α））を挟んだ構造の有底筒状のセル１９を、一方の電極１７ａを機内側電極として検出室１６の内部に臨ませ、かつ、他方の電極１７ｂを機外側電極として外部の大気空間Ａに臨ませた状態で、検出室１６の室壁１６ｗに装着してある。
【００４６】
また、同図２に示す如く、機内側電極１７ａと機外側電極１７ｂとを導電回路２０で結んで両電極１７ａ，１７ｂ間の電位差Ｅａを検出する検出回路２１を設け、さらに、大気空間Ａと動作流体系側の低圧気密空間である検出室１６との酸素分圧差による上記酸素イオン伝導体１８での酸素イオン移動を制限するクローズド状態とその制限を解除するオープン状態とに切り換え可能なゲート手段として、スイッチ素子２２ａにより検出回路２１側の導電回路２０を開くとともに直流電源２２ｂを両電極１７ａ，１７ｂに接続して、この直流電源２２ｂにより機内側電極１７ａの方を負極とする所定の直流電圧Ｅｂを両電極１７ａ，１７ｂに印加することで上記クローズド状態を現出し、かつ、スイッチ素子２２ａにより検出回路２１側の導電回路２０を閉じるとともに両電極１７ａ，１７ｂに対する直流電源２２ｂの接続を断って、両電極１７ａ，１７ｂに対する電圧印加を停止することで上記オープン状態を現出する電源装置２２を設けてある。
【００４７】
そしてまた、制御手段として、図３に示す如く、開閉弁１５を設定インターバル時間Ｔａ（例えば数時間）ごとに、そのインターバル時間Ｔａよりも極短い設定開弁時間Ｔｂ（例えば十数秒）だけ時限的に開弁状態にし、かつ、開閉弁１５の各回の開弁操作の近傍時期（すなわち、各インターバル時間Ｔａの終期）で開閉弁１５が閉弁状態にあるときに設定検出時間Ｔｃ（例えば十数秒）だけゲート手段としての電源装置２２を時限的にオープン状態（すなわち、電圧印加停止状態）に切り換える定期制御を実行するとともに、この定期制御の実行下において、オープン状態にあるときの検出回路２１による検出電位差Ｅａが設定閾値Ｅｚよりも小さくなったとき、真空破壊に対する異常対応制御として、開閉弁１５の以降の開弁操作を不実行にするとともに、吸収式冷凍機の運転停止及び警報の発令を行なう制御器２３を設けてある。
【００４８】
つまり、上記セル１９では、両電極１７ａ，１７ｂが検出回路２１側の導電回路２０により結ばれたオープン状態において、大気空間Ａと検出室１６との酸素分圧差により、機内側電極１７ａでの主に次の（イ）式の反応を伴いながら、酸素イオン伝導体１８の内部を機外側電極１７ｂから機内側電極１７ｂに向かって酸素イオンＯ2-が移動し、これにより、機内側電極１７ａと機外側電極１７ｂとの間に両空間Ａ，１６の酸素分圧差に応じた電位差Ｅａ（次の（ハ）式のＮｅｒｎｓｔ式により示される電位差）が生じる。
２Ｏ2-→Ｏ2 ＋４ｅ-   ……（イ）
Ｅａ＝ＲＴ／４Ｆ・ｌｎ（Ｐｏｏ／Ｐｏｉ）  ……（ハ）
ここで、Ｒ：気体定数
Ｔ：絶対温度
Ｆ：ファラデー定数
Ｐｏｏ：大気空間Ａの酸素分圧
Ｐｏｉ：検出室１６の酸素分圧
【００４９】
このことを用いて、上記付加装置Ｘでは、開閉弁１５の定期的開弁により通常時には検出室１６の酸素分圧を動作流体系の酸素分圧と同等に保つようにした状態の下で、上記インターバル時間Ｔａの終期に検出回路２１により検出されるオープン状態での両電極１７ａ，１７ｂ間の電位差Ｅａが設定閾値Ｅｚよりも小さくなったとき（すなわち、大気空間Ａと検出室１６の酸素分圧差が所定の閾値よりも小さくなったとき）、動作流体系で真空破壊が生じてその真空破壊が前回の開閉弁１５の開弁で検出室１６に及んだ、ないしは、開閉弁１５の閉弁期間中に検出室１６自体で真空破壊が生じたとして、上記の異常対応制御を実行させるようにしてある。
【００５０】
また、この真空破壊検出において、開閉弁１５の各回の開弁を時限的に行なうとともに、真空破壊が生じたと認められたときの異常対応制御の１つとして開閉弁１５の以降の開弁操作を不実行にすることで、真空破壊がセル破損やセル取り付け部のシール破損などで検出室１６自体において生じたものである場合に、その真空破壊が動作流体系に及ぶことを防止して、動作流体系を保護するようにしてある。
【００５１】
そしてまた、この付加装置Ｘでは、電源装置２２により両電極１７ａ，１７ｂに印加する上記直流電圧Ｅｂに次の（ハ′）式、（ニ）式、（ホ）式を満足する電圧値を採用して、前記（イ）式の反応による検出室１６での酸素ガス発生を抑止する機能とともに、開閉弁１５の開弁時に検出室１６に導入される水素ガスＨ2 （すなわち、動作流体系での発生水素ガス）を機内側電極１７ａでの次の（ロ）式の反応により水分子Ｈ2Ｏの形にして除去する機能をクローズド状態において並存させることにより、
Ｅｂｘ＝ＲＴ／４Ｆ・ｌｎ（Ｐｏｏ／Ｐｘ）  ……（ハ′）
Ｅｂｙ＝Ｅｏ＋ＲＴ／２Ｆ・ｌｎ〔Ｐｓ／（Ｐｏｏ1/2 ・Ｐｙ）〕……（ニ）
Ｅｂｘ≦Ｅｂ≦Ｅｂｙ  ……（ホ）
ここで、Ｅｏ：酸素と水素から水が生成される反応の標準電位
Ｒ：気体定数
Ｔ：絶対温度
Ｆ：ファラデー定数
Ｐｓ：ガス除去室１６の水蒸気分圧
Ｐｏｏ：大気空間Ａの酸素分圧
Ｐｘ：検出室１６における酸素分圧の調整目標上限値
Ｐｙ：検出室１６における水素分圧の調整目標上限値
Ｈ2 ＋Ｏ2-→Ｈ2 Ｏ＋２ｅ-   ……（ロ）
上記の如くオープン状態での検出実施時間Ｔｃをクローズド状態の検出休止期間に比べ極短い時間に限った検出形態を採ることにおいて、検出室１６の酸素分圧Ｐｏｉをその調整目標上限値Ｐｘ以下の適正範囲に保つ機能とともに、検出室１６の水素分圧Ｐｈもその調整目標上限値Ｐｙ以下の適正範囲に保つ機能を生じさせ、これにより、動作流体系での発生水素ガスＨ2 を除去する装置として併せ機能させるようにしてある。
【００５２】
一方、ガス抽気手段１４は、動作流体系での発生水素ガスＨ2 を吸入して、その吸入水素ガスＨ2 を開閉弁１５の開弁時に検出室１６に送り込むことで、上記の水素ガス除去を一層効率的に行なえるようにするものであり、本実施形態では、図１に示す如く、溶液ポンプ２から送出される希吸収液Ｌａの一部Ｌａ′を分岐路２４を通じ誘引用流体としてエゼクタ２５に導き、このエゼクタ２５での希吸収液Ｌａ′の高速流動により生じる誘引作用で動作流体系の適当箇所（例えば蒸発器１０や吸収器１）から吸入路２６を通じてガス吸入を行なうようにしてある。
【００５３】
そして、誘引用流体として機能させた希吸収液Ｌａ′と吸入水素ガスＨ2 との混合流体を、エゼクタ２５の下流側に接続した内部噴出管２７の先端から噴出させることで、この噴出部において希吸収液Ｌａ′と吸入水素ガスＨ2 とを気液分離して、この分離水素ガスＨ2 を開閉弁１５の開弁時に検出室１６に送り込む構成にしてある。２８は内部噴出管２７からの噴出で水素ガスＨ2 と分離した希吸収液Ｌａ′を圧力差により吸収器１及び蒸発器１０の共通底部に戻す還流路である。
【００５４】
図２において、２９はセル１９を固定するネジ具、３０は金（Ａｕ）製ないし銅（Ｃｕ）製のシール部材、３１はセル１９を所定温度に加熱するヒータであり、セル１９は必要な水素ガス除去量に応じて１個ないし複数個を検出室１６に装備するが、複数個のセル１９を装備する場合、それら複数個のセル１９の全てを真空破壊検出に用いる必要はなく、一部のセル１９のみを前述のオープン状態とクローズド状態との切り換えを伴う真空破壊検出に用い、他のセル１９については前記直流電圧Ｅｂの印加状態を保ったままの状態で水素ガス除去にのみ用いるようにしてもよい。
【００５５】
なお、本実施形態の吸収式冷凍機について、その運転諸元の一例としては次の値を挙げることができる。
Ｐｓ＝０．０４×１０１．３２５（ｋＰａ）
Ｐｏｏ＝０．２１×１０１．３２５（ｋＰａ）
Ｅｏ＝１．１１（Ｖ）
Ｔ＝６００（Ｋ）
Ｐｘ＝０．００１（ｋＰａ）
Ｐｙ＝０．００１×１０１．３２５（ｋＰａ）
Ｅｂ＝０．９９５（Ｖ）
Ｅｚ＝０．０６９（Ｖ）  （Ｐｏｉ＝０．１ｋＰａに対応する電位差）
【００５６】
〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。
【００５７】
前述の実施形態では、開閉弁１５を介して動作流体系に接続した検出室１６（ガス除去室）に機内側電極１７ａを臨ませる構成を採用したが、これに代え、図４に示す如く、動作流体系における吸収器１や蒸発器１０などの適当箇所に連通路２６′を通じ常時連通させた検出室１６′に対して機内側電極１７ａを臨ませる状態にセル１９を装備してもよく、また、動作流体系における吸収器１や蒸発器１０などの適当箇所に対して機内側電極１７ａを直接的に臨ませる状態にセル１９を装備してもよく、機内側電極１７ａを臨ませる動作流体系側の低圧気密空間は、吸収式冷凍機における動作流体系の適当空間部ないし動作流体系に対し付加的に接続した空間のいずれであってもよい。
【００５８】
また、開閉弁１５を設けない上記の如きセル装備構成を採る場合などでは、前述の実施形態で示した開閉弁制御を伴う自動検出に代え、ゲート手段２２（電源装置）を定期的かつ時限的にオープン状態に切り換える定期制御を制御手段２３に実行させるとともに、この定期制御の実行下において、ゲート手段２２がオープン状態にあるときの検出回路２１による検出電位差Ｅａが設定閾値Ｅｚよりも小さくなったとき所定の異常対応制御を制御手段２３に実行させるようにしてもよい。
【００５９】
前述の実施形態では、セル１９の機内側電極１７ａと機外側電極１７ｂとを導電回路２０で結んだ状態での両電極１７ａ，１７ｂ間の電位差Ｅａ（酸素分圧差による酸素イオン伝導で生じる電位差）を検出手段２１により検出して、この検出電位差Ｅａに基づき真空破壊を検知するようにしたが、これに代え、両電極１７ａ，１７ｂを導電回路２０で結んだ状態での導電回路２０における電流Ｉａ（酸素分圧差による酸素イオン伝導で生じる電流）を検出して、この検出電流Ｉａに基づき真空破壊を検知するようにしてもよい。
【００６０】
ゲート手段は、セル１９の両電極１７ａ，１７ｂに直流電圧Ｅｂを印加することでクローズド状態を現出する前述の如き電源装置２２に限定されるものでなく、場合によっては、両電極１７ａ，１７ｂを結ぶ導電回路２０を単に遮断することでクローズド状態を現出する方式や、機外側電極１７ｂを大気空間Ａに対して臨ませる状態と大気空間Ａに対して遮蔽する状態とに切り換えることでクローズド状態とオープン状態とを切り換え現出する方式など、種々の切り換え方式のものを採用できる。
【００６１】
また、前述の実施形態では、クローズド状態において酸素イオン伝導体１８での酸素イオン移動を適当量に制限するようにしたが、場合によっては、クローズド状態において酸素イオン伝導体１８での酸素イオン移動を遮断するようにしてもよい。
【００６２】
前述の実施形態で示した装置構成においてガス抽気手段１４を省略してもよく、また、上記図４で示す装置構成においてガス抽気手段を付加装備してもよく、ガス抽気手段の装備の有無やどのような抽気形式のものを採用するかは、条件等に応じて適宜決定すればよい。
【００６３】
セル１９における多孔質の機内側電極１７ａ及び多孔質の機外側電極１７ｂには夫々、白金に限らず、十分な強度と耐食性を有するものであれば、種々の電極材を採用でき、また、セル１９の形状は、前述の実施形態で示した如き有底筒状に限られるものではなく、例えば平板状や波板状のセル形状にしてもよい。
【００６４】
本発明による真空破壊検出装置は、必ずしも水素ガス除去装置を兼ねるものとしての使用に限られるものではなく、場合によっては吸収式冷凍機の真空破壊検出のみに用いるようにしてもよい。
【００６５】
本発明による真空破壊検出装置は、二重効用型の吸収式冷凍機に限らず、単効用型や三重効用型を初め、種々の形式の吸収式冷凍機に適用でき、また、水以外の冷媒や臭化リチウム溶液以外の吸収液を用いる吸収式冷凍機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸収式冷凍機の構成図
【図２】セル構造及びセル周りの構造を示す拡大図
【図３】制御手段の検出動作を示すグラフ
【図４】別実施形態を示す吸収式冷凍機の構成図
【符号の説明】
１４            ガス抽気手段
１５            開閉弁
１６            低圧気密空間，検出室
１７ａ          機内側電極
１７ｂ          機外側電極
１８            酸素イオン伝導体
１９            セル
２０            導電回路
２１            検出手段
２２            ゲート手段，電源装置
２３            制御手段
Ａ              大気空間
Ｅａ            電位差
Ｅｂ            印加直流電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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