(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒蒸気が循環する回路に、離間して支持された２本の電極と、この２本の電極の間に張架された細線とからなるガスリークセンサを、前記細線が冷媒管の内部を流れる冷媒蒸気に接触可能となるように設置した吸収冷凍機であって、前記ガスリークセンサより上流側の冷媒蒸気回路と、ガスリークセンサより下流側の冷媒蒸気回路とに開閉弁が設置されたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】
開閉弁同士の間のガスリークセンサが設置された冷媒蒸気回路に排気手段が連結されたことを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
【請求項３】
吸収冷凍機の吸収液が、ハロゲン元素系を含む塩類の水溶液であることを特徴とする請求項１又は２記載の吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収冷凍機（吸収冷温水機、吸収ヒートポンプを含む）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収冷凍機は周知のように再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器などを順次配管接続し、ハロゲン元素系塩類（例えば、塩化リチウム、臭化リチウム）などの水溶液からなる吸収液により水などの冷媒を吸収させたり、放出させたりしながら循環させる際に、熱の授受を行って冷房などの冷却作用に供したり、暖房などの加熱作用に供したりする装置である。
【０００３】
上記構成の吸収冷凍機においては、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、およびそれらを連結する配管部などが鉄あるいはステンレス鋼によって形成され、冷媒に水、吸収液に塩化リチウム、臭化リチウム水溶液などが用いられていると、吸収液が機器素材の金属と反応し、防食皮膜を形成する際に水素ガスを発生する。
【０００４】
また、吸収冷凍機は冷媒の速やかな蒸発を図るために全体が高真空となっているが、溶接構造物であるためピンホール・亀裂などからの大気成分の侵入は不可避であり、時間の経過と共に窒素や酸素などの大気成分が増加する。
【０００５】
上記メカニズムで発生した水素ガスや、外部から機内に侵入した大気成分である窒素ガスや酸素ガスなどは冷凍機における冷却程度では凝縮することがないし、吸収液への溶解度も極めて小さいために蒸発器や吸収器の非溶液部に滞留し、次第にその濃度が高まる。このようにして機内における水素、窒素、酸素などの不凝縮ガスの濃度が高まると、冷媒の蒸発が抑制されて冷凍能力が低下する。
【０００６】
このため、冷暖房の切換時などに出向いたサービス員によって、ａ．装置の気相部に連結した真空ポンプから排出される気泡量を検出する、ｂ．圧力センサにより機内の圧力変化をチェックする、などしているが、これらの方法では不凝縮ガスの増加を確実に捕らえることができない。
【０００７】
また、機内で増加している不凝縮ガスが、前記メカニズムで生成した水素ガスであるのか、外部から洩れ込んだ大気成分であるのかの判別ができないため、外部から洩れ込んだ大気成分の酸素に機器構成部材が長期間晒され、多様な腐食形態をとって腐食貫通と云う重大事故を招きかねないと云った不都合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、大気成分の微小な漏れ込みでも速やかに、且つ、確実に検出できるようにする必要があり、これが解決すべき課題となっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、冷媒蒸気が循環する回路に、離間して支持された２本の電極と、この２本の電極の間に張架された細線とからなるガスリークセンサを、前記細線が冷媒管の内部を流れる冷媒蒸気に接触可能となるように設置した吸収冷凍機であって、前記ガスリークセンサより上流側の冷媒蒸気回路と、ガスリークセンサより下流側の冷媒蒸気回路とに開閉弁が設置された第１の構成の吸収冷凍機と、
【００１４】
前記第１の構成の吸収冷凍機において、開閉弁同士の間のガスリークセンサが設置された冷媒蒸気回路に排気手段を連結するようにした第２の構成の吸収冷凍機と、
【００１５】
前記第１又は第２の構成の吸収冷凍機において、吸収冷凍機の吸収液がハロゲン元素系を含む塩類の水溶液であるようにした第３の構成の吸収冷凍機と、
を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明になるガスリークセンサ１００は、図１に示したように絶縁性素材、例えばポリエーテルエーテルケトン樹脂製の取着部材１０１によって離間して支持された２本の電極１０２Ａ，１０２Ｂと、この電極１０２Ａ，１０２Ｂとの間に引張り応力が作用するように張架された細線１０３とから構成されている。
【００１７】
細線１０３は、Ｎｉを１．５％以上含む金属、例えばＳＵＳ−３０４などのオーステナイト系のステンレス鋼を、例えば直径５００μｍに冷間引き抜き加工して、コイル状ばね状に形成したものである。
【００１８】
オーステナイト系のステンレス鋼であり、しかも引張り応力が作用した状態で電極１０２Ａ、１０２Ｂに支持されている細線１０３は、酸素と塩化物が共存する雰囲気に晒されると粒内型の応力腐食割れを生じる。
【００１９】
すなわち、Ｎｉを含む金属、例えばＳＵＳ３０４（１８−８オーステナイト系ステンレス鋼）は、例えば図４に示したように酸素濃度が高いほど割れ感受性は高く、条件（金属組成、雰囲気の塩化物濃度、作用している引張り応力の大きさ）によっては酸素濃度が１ｐｐｍでも割れを生じる。
【００２０】
しかも、応力腐食割れを生じた細線１０３は、電極１０２Ａ，１０２Ｂとで引張られているので簡単に破断する。細線１０３が破断しているか否かは、電圧を印加して電極１０２Ａ，１０２Ｂ間の導通をチェックすることで簡単に分かる。
【００２１】
上記構成のガスリークセンサ１００は、図２に示した吸収冷凍機の開閉弁２６と２７との間の冷媒管１４などに、例えば図３に示した要領で取り付けられる。すなわち、取着部材１０１の胴部外面には装着用のねじ１０１Ａを設け、このねじ１０１Ａを冷媒管１４に取り付けたソケット３２のねじ３２Ａに螺合させることで、ガスリークセンサ１００の細線１０３が冷媒管１４の内部を流れる冷媒蒸気に接触可能に設置される。
【００２２】
図２に示した吸収冷凍機において、１はガスバーナ１Ｂを備えた高温再生器、２は低温再生器、３は凝縮器、４は蒸発器、５は吸収器、６は低温熱交換器、７は高温熱交換器、８〜１１は吸収液管、１３は吸収液ポンプ、１４〜１８は冷媒管、１９は冷媒ポンプ、２１は図示しない冷／暖房負荷に循環供給する冷水または温水が流れる冷温水管、２２は冷温水ポンプ、２３は冷却水管、２４と２５は均圧管、２６〜３１は開閉弁であり、この吸収冷凍機は、冷媒に水、吸収液にハロゲン元素系塩類、例えば塩化リチウムの水溶液を使用して、負荷に冷水または温水を循環供給する二重効用吸収冷凍機である。なお、ガスリークセンサ１００、開閉弁２６、２７を含まない構成は従来周知であるので、吸収冷凍機自体の動作説明は省略する。
【００２３】
そして、電極１０２Ａ，１０２Ｂ間の導通の有無を、常時あるいは定期的（例えば、１時間毎）にチェックすることで、機内における外気成分の増加が高精度で監視される。
【００２４】
すなわち、高温再生器１で吸収液から蒸発分離され、低温再生器２に向かって冷媒管１４を流れている冷媒蒸気には、吸収液である塩化リチウムの蒸気も僅かに（例えば１００ｐｐｍ程度）含まれている。
【００２５】
そして、塩化リチウムがこの程度の濃度で酸素濃度が１ｐｐｍ未満であるときには細線１０３に応力腐食割れが発生せず、酸素濃度が１ｐｐｍ以上になったときには細線１０３に応力腐食割れが発生し、この割れを基点にして細線１０３が破断するように、細線１０３の金属組成を決定すると共に、所要の大きさの引張り応力を細線１０３に作用させて形成したガスリークセンサ１００においては、電極１０２Ａ，１０２Ｂ間の導通の有無を監視するだけで、外部から機内に空気が僅かでも洩れ込むとこれを検出することができる。
【００２６】
なお、ガスリークセンサ１００の両側に開閉弁２６、２７を設置して、ガスリークセンサ１００の取り付け、取り外し時に機内の真空度が下がらないようにすると共に、装着時に細線１０３に割れが発生しないようにする。
【００２７】
さらに、開閉弁２６、２７との間の冷媒管１４に、破線で示す真空ポンプ３３と開閉弁３４とを備えた真空引管３５を連結し、閉弁した開閉弁２６、２７との間の冷媒管１４にある空気を真空ポンプ３３により完全に排出してガスリークセンサ１００を取り付け、このガスリークセンサ１００を取り付けた後にも開閉弁２６、２７との間の冷媒管１４にある空気を真空ポンプ３３により完全に排出し、その後に開閉弁２６、２７を開くようにすれば、細線１０３の装着時の割れ防止と、機内の真空度の低下防止を一層図ることができるようになる。
【００２８】
また、ガスリークセンサ１００は、図５に示したように、抽気装置３６のエジェクター３７まで吸収器５から延設した抽気管３８、凝縮器３から延設した抽気管３９などの途中に設けるようにしても良い。この場合も、図示していないがガスリークセンサ１００の両側には開閉弁を設け、開閉弁同士の間には真空ポンプを備えた真空引管を連結することが好ましい。
【００２９】
また、細線１０３は、冷間引き抜き加工したあと、電極１０２Ａ，１０２Ｂによって単に湾曲した棒ばね状に支持するようにしても良い。細線１０３を湾曲させた場合には、中央線より内側の部分には圧縮応力が作用することになるが、中央線より外側の部分には引張り応力が作用するので、酸素があれば湾曲した外周部側に応力腐食割れが発生し、この部分を基点として亀裂が進展し細線１０３が破断するので、コイルばね状に形成したときと同様に使用できる。
【００３０】
また、細線１０３に作用させる引張り応力は、電極１０２Ａ，１０２Ｂ以外の適宜の部材によって加えるようにし、この引張り応力が加えられている細線１０３の両端に電極１０２Ａ，１０２Ｂを接続するようにした構成も、細線１０３に引張り応力を作用させ、これに電圧を印加すると云った電極１０２Ａ，１０２Ｂの作用を単に二つの部材によって行うようにしたものに過ぎないので、この構成も本発明の範疇に含まれるものである。
【００３１】
また、電極１０２Ａ，１０２Ｂに印加する電圧は、交流電圧であっても直流電圧であっても構わないが、直流電圧を印加されている細線１０３は応力腐食が起こり難くなるので、この場合は電圧を断続的（例えば、１時間毎）に印加して、電極１０２Ａ，１０２Ｂ間の導通をチェックする。
【００３２】
一方、電極１０２Ａ，１０２Ｂに交流電圧を印加するときには、細線１０３で応力腐食が起こり難くなると云った不都合はないので、この場合は電圧を常時印加して、電極１０２Ａ，１０２Ｂ間の導通をチェックすることができる。
【００３３】
そして、ガスリークセンサ１００で電極１０２Ａ，１０２Ｂ間の導通がなくなったときには、外部から機内に空気が洩れ込んでいると云った警報が直ちに自動的に出力されるように構成することもできる。
【００３４】
また、細線１０３は、吸収液の蒸気と、大気成分である酸素との共存雰囲気に晒されたときに割れが発生すれば良いので、使用する吸収液の組成と関連してその組成は適宜選択される。そして、Ｎｉを含むオーステナイト系ステンレス鋼においては、その応力腐食割れの感受性を高める目的で０．４％以上のＣｕと、１〜３％程度のＭｏを添加するように構成することもできる。
【００３５】
また、細線１０３は、応力腐食割れが生じたときに、作用している引張り応力によって容易に破断する必要があるので、その太さは一般には５００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下とする。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、大気成分の酸素が機内に僅かでもあると直ぐに検出することができるので、外部から機内に洩れ込んだ大気成分の酸素に機器構成部材が長期間晒されることがなくなる。このため、部材を腐食貫通すると云った重大事故を招くことがなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いるガスリークセンサの説明図である。
【図２】本発明になる吸収冷凍機の説明図である。
【図３】ガスリークセンサの設置状態を示す説明図である。
【図４】割れの発生状況を示す説明図である。
【図５】変形実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１  高温再生器
１Ｂ  ガスバーナ
２  低温再生器
３  凝縮器
４  蒸発器
５  吸収器
６  低温熱交換器
７  高温熱交換器
８〜１１  吸収液管
１３  吸収液ポンプ
１４〜１８  冷媒管
１９  冷媒ポンプ
２１  冷温水管
２２  冷温水ポンプ
２３  冷却水管
２４・２５  均圧管
２６〜３１  開閉弁
３２  ソケット
３２Ａ  ねじ
３３  真空ポンプ
３４  開閉弁
３５  真空引管
３６  抽気装置
３７  エジェクター
３８・３９  抽気管
１００  ガスリークセンサ
１０１  取着部材
１０１Ａ  ねじ
１０２Ａ  電極
１０２Ｂ  電極
１０３  細線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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