JP3641763B2

JP3641763B2 - 吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物

Info

Publication number: JP3641763B2
Application number: JP06764896A
Authority: JP
Inventors: 徹松本
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JPH09257344A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒及び吸収溶液の循環系を形成した吸収冷凍機において、吸収溶液に添加する腐食抑制剤固形物と、これを使用した吸収冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
吸収冷凍機の吸収溶液に添加される腐食抑制剤固形物としては、例えば特開平６−２２１７２８号公報に開示されたものがある。この腐食抑制剤固形物は、結晶水を含み腐食抑制効果を有する第１の化合物粉末と、腐食抑制剤である第２の化合物粉末とを混合し、この混合したものを圧縮成形により錠剤としたものである。第１の化合物粉末は、水酸化リチウム、クロム酸リチウム、塩化コバルト等のうちから少なくとも一つを有し、第２の化合物粉末は、モリブデン酸リチウム、硝酸リチウム、ホウ酸リチウム等のうちから少なくとも一つを有するものである。又、従来の吸収冷凍機は、吸収冷凍機内部の腐食を防止するために、上記腐食抑制剤固形物を吸収溶液に添加したものである。これは、吸収冷凍機内部が腐食すると、その腐食反応により大量の水素ガスが発生して吸収冷凍機内の圧力が上昇し、冷凍能力が低下してしまうからである。腐食抑制剤固形物の添加は、吸収冷凍機の工場出荷段階において吸収溶液の投入と同時に行なわれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の腐食抑制剤固形物は、吸収溶液内で脆化して粉々になるために、この腐食抑制剤固形物の微粉末が吸収溶液の循環系を詰まらせる恐れがあった。そして、吸収溶液内の腐食抑制剤固形物が吸収冷凍機の運転時間に比例して比較的早く消耗して腐食抑制効果が無くなり、腐食反応により多量の水素ガスが発生し、このため吸収冷凍機内の圧力が上昇し、運転時間に比例して冷凍能力が低下してしまう。この冷凍能力の低下を回復させるためには、吸収溶液に腐食抑制剤固形物を再添加する必要があった。
【０００４】
このため、腐食抑制剤固形物が消耗して冷凍能力が低下する時期を予期して、予防的に腐食抑制剤を添加する必要があるが、腐食抑制剤固形物を再添加するには、吸収冷凍機の運転を一旦停止しなければならず、更に、腐食抑制剤固形物が消耗する毎に手間がかかる作業を繰り返し行なわなければならなかった。
【０００５】
更に、上述の腐食抑制剤固形物の再添加の期間を長くするために、工場出荷段階等の初期段階で高濃度に腐食抑制剤固形物を添加すると、最適腐食抑制効果が得られず、逆に腐食を促進したり、吸収溶液の溶解度が腐食抑制剤の溶解に対応しきれなくなって、析出物が発生し吸収溶液の循環を阻害し、吸収冷凍機の運転に支障を来す恐れがあった。
【０００６】
本発明の目的は、長期に渡って脆化することなく一定の溶解量を示し、吸収溶液の循環系を常に良好に維持すると共に、吸収冷凍機の運転停止等の障害がなく、運転が容易な吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物及びこれを使用した吸収冷凍機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物は、バインダーである第１の化合物水溶液と、腐食抑制剤である第２の化合物粉末とをペースト状に混練したものを加熱、乾燥したものである。腐食抑制効果を有する第１の化合物水溶液と、腐食抑制剤である第２の化合物粉末とをペースト状に混練したものを加熱、乾燥したものは、固形物の形成が容易であると共に、この固形物を吸収溶液の循環系に使用することにより、長期間に渡って脆化することなく徐々に溶解するので、吸収溶液の循環系で消耗した腐食抑制剤を補うことが出来、吸収溶液の循環系を常に良好に維持する。
【０００８】
更に、上記吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物において、前記第１の化合物水溶液は、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液である。第１の化合物水溶液が臭化リチウム水溶液であるものは、上記吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物の作用に加え、臭化リチウム水溶液がバインダーとして適度な結合力を発揮し、固形物を脆化しにくくし、粉末の流出による詰まりを確実に防止する。
【０００９】
そして、上記いずれかの吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物において、前記第２の化合物粉末は、三酸化二アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）である。第２の化合物粉末が三酸化二アンチモンであるものは、上記いずれかの吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物の作用に加え、吸収溶液の循環系の腐食を確実に抑制する。
【００１０】
又、本発明の吸収冷凍機は、高温再生器、分離器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器及び溶液循環ポンプ等を接続して冷媒及び吸収溶液の循環系を形成し、上記いずれかの吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物を内蔵する容器を有する腐食抑制剤供給手段を備え、該腐食抑制剤供給手段は前記吸収溶液の循環系から前記吸収溶液の一部を前記容器に導入した後、該吸収溶液の一部を前記吸収溶液の循環系に戻すものである。腐食抑制剤供給手段が吸収溶液の循環系から吸収溶液の一部を容器に導入した後、この吸収溶液の一部を吸収溶液の循環系に戻すものは、長期に渡って脆化することなく常に最適の濃度になるように腐食抑制剤固形物を自動的に溶解させることが出来、吸収溶液の循環系を常に良好に維持すると共に、吸収冷凍機の運転停止等がなく吸収冷凍機における腐食を抑制し、吸収冷凍機の能力を長期間に渡って維持することが出来る。
【００１１】
更に、上記吸収冷凍機において、前記腐食抑制剤供給手段は、前記容器に導入される前記吸収溶液の流量を調節する流量調節部を有するものである。腐食抑制剤供給手段が容器に導入される吸収溶液の流量を調節する流量調節部を有するものは、上記吸収冷凍機の作用に加え、腐食抑制剤固形物の消費を常に一定に維持し、吸収溶液中の腐食抑制剤濃度を最適値に維持する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物及びこれを使用した吸収冷凍機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
本実施の形態の吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物は、腐食抑制剤を固形化したもので、バインダーと腐食抑制剤とを含んでなる。バインダーである第１の化合物水溶液と、腐食抑制剤である第２の化合物粉末とをペースト状に混練したものを加熱、乾燥したものである。ここで、第１の化合物水溶液は、腐食抑制効果を有するものであれば好ましく、例えば臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液が好ましい。第２の化合物粉末は、腐食抑制剤で例えば三酸化二アンチモンが選定される。本実施の形態の吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物は、バインダーとして吸収溶液の成分であり、且つ吸水性のある臭化リチウム水溶液、腐食抑制剤として三酸化二アンチモンを用いるのである。
【００１４】
固形化の方法としては、三酸化二アンチモン５ｇと６０ｗｔ％の臭化リチウム水溶液１５ｇを重量比で１：１〜５の割合で混合しペースト状に練る。これを型に入れて８０〜１００℃の温度で２０〜３０時間加熱して乾燥させると強固な腐食抑制剤固形物が形成される。臭化リチウム水溶液の割合が三酸化二アンチモンに対して１未満の場合は混合物がペースト状になりにくい。臭化リチウム水溶液の割合が三酸化二アンチモンに対して５を超える場合は流動化しやすく固形物の形成が難しくなると共に固形物の体積の割に三酸化二アンチモンの量が少なく腐食抑制効果が小さくなる。加熱温度が８０℃未満では乾燥速度が遅く時間がかかる。加熱温度が１５０℃を超える温度は、この混合物の沸点が略１５０℃であるので沸騰が起こり強固な固形物が得られず１００℃あれば十分速やかに乾燥する。図２は、腐食抑制剤固形物の溶解特性を測定するための溶解試験装置を示すブロック図である。この溶解試験装置２は、フランジ４の付いた溶液タンク３の内部に溶液８を満たし、蓋５を適宜の締結手段で固定、密閉した後、蓋５に設けられた真空引管６及びバルブ７によって、溶液タンク３内を真空排気する。更に、上記溶液の中で、溶液タンク３の底に本実施の形態の腐食抑制剤固形物１を沈めて設置する。溶液８は、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液（濃度６０ｗｔ％の２００ｍｌ（ＬｉＯＨ０．１２規定））で、この溶液８の中に、先に述べた上記本実施の形態の腐食抑制剤固形物（三酸化二アンチモンと臭化リチウム水溶液）又は従来技術の腐食抑制剤固形物（三酸化二アンチモンと塩化コバルト六水和物）を沈め放置したものである。
【００１５】
そして、溶液８の温度は、７０℃と１６０℃の２水準に設定し、経過時間に伴う上澄み液の三酸化二アンチモン濃度を測定、比較した。ここで、本実施の形態の腐食抑制剤固形物は、上記の方法によって形成されたものであるが、従来技術の腐食抑制剤固形物は、５ｇの三酸化二アンチモンを用い、バインダーとして１０ｇの塩化コバルト六水和物を用い、成形圧縮圧力５００ｋｇｆ／ｃｍ²で形成したもので、寸法は、φ３０ｍｍ×１５ｍｍの円柱に圧縮形成されたものである。
【００１６】
図１は、図２に示す溶解試験装置２による本実施の形態の腐食抑制剤固形物と従来技術に係る腐食抑制剤固形物との溶解特性を示す曲線図である。横軸に経過時間（ｈ）、縦軸に溶液中の三酸化二アンチモン濃度（ｍｇ／ｌ）をとって示す。曲線３１（○印）は、試験温度１６０℃における本実施の形態の腐食抑制剤固形物の場合、曲線３２（△）は、試験温度１６０℃における従来技術の腐食抑制剤固形物の場合、を各々示し、更に、曲線３３（○印）は、試験温度７０℃における本実施の形態の腐食抑制剤固形物の場合、曲線３４（△）は、試験温度７０℃における従来技術の腐食抑制剤固形物の場合、を各々示す。
【００１７】
７０℃における腐食抑制剤固形物の溶解量は、本実施の形態の曲線３３と従来技術の曲線３４とで殆ど差はない。しかし、１６０℃においては、従来技術の曲線３２は著しく溶解速度が速いのに対して、本実施の形態の腐食抑制剤固形物を使用した曲線３１は、長期間に渡ってほぼ一定の溶解量を示している。
【００１８】
更に、従来の腐食抑制剤固形物（曲線３２、３４）は両方とも数十時間で脆化して粉々になったのに対して、本実施の形態の腐食抑制剤固形物（曲線３１、３３）は、固形物の周りから徐々に溶解しており、１０００ｈを超えても脆化しなかった。
【００１９】
図３は、本発明に係る吸収冷凍機の実施の形態の系統図である。本実施の形態の吸収冷凍機１０は、高温再生器１１、分離器１３、低温再生器１４、凝縮器１５、蒸発器１６、吸収器１７、溶液循環ポンプ１９及び二つの溶液制御弁２０を接続して冷媒及び吸収溶液の循環系を形成し、先に記載した本実施の形態の吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物１を内蔵する容器２４、２５又は２６を有する腐食抑制剤供給手段２１、２２又は２３を備えている。腐食抑制剤供給手段２１、２２又は２３は、腐食抑制剤固形物１を徐々に溶液中に溶かし出すもので、腐食抑制剤供給手段２１、２２又は２３は、各々単独に設けられても良く、組み合わされて用いられても良い。
【００２０】
ここで、高温再生器１１は、溶液制御弁２０を介して送られてきたＬｉＢｒ等よりなり腐食抑制剤を含む希溶液を加熱するものである。分離器１３は、高温再生器１１で加熱された希溶液の水分を蒸発させ、その蒸気と吸収溶液とを分離して吸収溶液を中間濃度まで濃くするものである。低温再生器１４は、分離器１３から供給された蒸気で分離器１３から供給された中間濃度溶液を更に濃縮して、濃溶液にするものである。凝縮器１５は、低温再生器１４から供給された蒸気を液冷媒である水に凝縮するものである。蒸発器１６は、凝縮器１５から送られてきた液冷媒を蒸発させて、その蒸発潜熱で図示しない冷却水管を冷却する。吸収器１７は、蒸発器１６で蒸発した蒸気を低温再生器１４から送られてきた濃溶液に吸収させるものである。溶液循環ポンプ１９は、吸収溶液を循環させるためのポンプである。溶液制御弁２０は、吸収溶液の循環流量を制御する弁である。
【００２１】
図４は、図３の高温再生器１１の入口側に設けられた腐食抑制剤供給手段２１を示す要部拡大図である。腐食抑制剤供給手段２１は、高温再生器１１に希溶液を送る配管１２に対してバイパス的に並列に設けられており、希溶液の一部を導入管２７を介して導入し、容器２４内に置かれた腐食抑制剤固形物１を溶解させた後、戻し管２８を介して戻す。更に、腐食抑制剤供給手段２１は、容器２４に導入される吸収溶液の流量を調節する流量調節部である制御弁２９及び閉止弁３０を有する。制御弁２９と閉止弁３０とは入れ替わる場合もある。図３における腐食抑制剤供給手段２２についても腐食抑制剤供給手段２１と同様な構造をしている。
【００２２】
図５は、図３に示す容器２６を有する腐食抑制剤供給手段２３の構造を示す概要図である。この腐食抑制剤供給手段２３は、図５に示すような水槽状の形状をした容器２６を有し、吸収器１７内の下方に設けられている。そして、容器２６は、吸収器冷却水コイル１８から滴り落ちてくる吸収溶液を受けるために、容器２６の上部が開放している。容器２６内には、腐食抑制剤固形物１が置かれている。
【００２３】
次に、本実施の形態の吸収冷凍機の動作について説明する。先ず、図４に示す腐食抑制剤供給手段２１の動作について説明する。腐食抑制剤供給手段２１は、適当な流量の吸収溶液を容器２４内に導入し、その導入流量に対応した流量の吸収溶液を高温再生器１１に放出する。これにより、腐食抑制剤固形物１は容器２４内で吸収溶液に溶解し、吸収冷凍機の循環系に腐食抑制剤が添加される。ここで、腐食抑制剤供給手段２１が導入する吸収溶液流量は、その吸収溶液の温度及び腐食抑制剤固形物１の溶解力等に応じて調節設定する。
【００２４】
図４に示した腐食抑制剤供給手段２１は、高温再生器１１の下流側の比較的高温の吸収溶液を導入するので、比較的高温でも溶解しすぎない腐食抑制剤固形物１を用いるのに適している。一方、腐食抑制剤供給手段２２は、低温再生器の濃溶液出口側に設けられ、腐食抑制剤供給手段２１よりも低温の吸収溶液を導入するので、比較的低温でも溶解しやすい腐食抑制剤固形物１を用いるのに適している。
【００２５】
次に、図５に示す腐食抑制剤供給手段２３の動作について説明する。腐食抑制剤供給手段２３の容器２６は、吸収器冷却水コイル１８から滴り落ちてくる吸収溶液を受け、その受けた量に対応した流量の吸収溶液を図示されていない溶液循環ポンプ１９方向に溢れ出させる。これにより、腐食抑制剤固形物１は容器２６内で吸収溶液に溶解し、吸収冷凍機の循環吸収溶液に腐食抑制剤が添加される。ここで、容器２６が受け入れる吸収溶液流量は、容器２６上部の開放面積を調整することで調整することが出来る。
【００２６】
更に、腐食抑制剤供給手段２３は、設置位置の関係で腐食抑制剤供給手段２２よりも低温の吸収溶液を導入するので、容器２５内に置かれる腐食抑制剤固形物よりも低温で溶解しやすい腐食抑制剤固形物１を用いるのに適している。
【００２７】
吸収器１７内に腐食抑制剤供給手段２３を設けることにより、本実施の形態の吸収冷凍機１０は、長期間の運転によって吸収溶液の循環系内で消耗した腐食抑制剤を自動的に補い、その循環系内の腐食抑制剤濃度を長期間に渡ってほぼ一定に保つことが出来るので、吸収冷凍機本体における腐食を抑制することが出来、吸収冷凍機の寿命を延ばすことが出来る。更に、吸収冷凍機１０は、能力回復又は維持のためのメンテナンス出動回数を少なくすることが出来る。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態の吸収冷凍機によれば、要求される腐食抑制剤補給量と使用する腐食抑制剤の溶解力及び腐食抑制力の関係に応じて、最も適した腐食抑制剤固形物を吸収溶液循環系の適当な温度になっている位置に設けることにより、吸収冷凍機の運転開始以降補給することが出来る。本実施の形態の腐食抑制剤固形物１は、吸収溶液中で長期間に渡って徐々に溶解するので、吸収溶液の循環系内で消耗した腐食抑制剤を補うことが出来、吸収冷凍機の寿命を延ばすことが出来る。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物によれば、長期間に渡って徐々に吸収溶液中に溶解するので、吸収溶液の循環系内で消耗した腐食抑制剤を補うことが出来、吸収溶液の循環系を常に良好に維持する。
【００３０】
又、本発明の吸収冷凍機によれば、吸収溶液の循環系に腐食抑制剤固形物を自動的に添加するので、長期間に渡って吸収冷凍機における腐食を抑制して吸収冷凍機の能力を維持し運転が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物の一実施の形態の溶解特性を従来技術の吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物と共に示す曲線図である。
【図２】腐食抑制剤固形物の溶解特性を測定するための溶解試験装置の断面図である。
【図３】本発明に係る吸収冷凍機の系統図である。
【図４】図３の高温再生器入口側に設けられた腐食抑制剤供給手段を示す要部拡大図である。
【図５】図３の吸収器内に設けられた腐食抑制剤供給手段を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
１腐食抑制剤固形物
１０吸収冷凍器
１１高温再生器
１３分離器
１４低温再生器
１５凝縮器
１６蒸発器
１７吸収器
１９溶液循環ポンプ
２１、２２、２３腐食抑制剤供給手段
２４、２５、２６容器
２９制御弁（流量調節部）
３０閉止弁（流量調節部）

Claims

バインダーである第１の化合物水溶液と、腐食抑制剤である第２の化合物粉末とをペースト状に混練したものを加熱、乾燥したものであることを特徴とする吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物。
請求項１において、前記第１の化合物水溶液は、臭化リチウム水溶液であることを特徴とする吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物。
請求項１又は２において、前記第２の化合物粉末は、三酸化二アンチモンであることを特徴とする吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物。
高温再生器、分離器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器及び溶液循環ポンプ等を接続して冷媒及び吸収溶液の循環系を形成した吸収冷凍機において、請求項１乃至３に記載のいずれかの吸収冷凍機用腐食抑制剤固形物を内蔵する容器を有する腐食抑制剤供給手段を備え、該腐食抑制剤供給手段は前記吸収溶液の循環系から前記吸収溶液の一部を前記容器に導入した後、該吸収溶液の一部を前記吸収溶液の循環系に戻すものであることを特徴とする吸収冷凍機。
請求項４において、前記腐食抑制剤供給手段は、前記容器に導入される前記吸収溶液の流量を調節する流量調節部を有するものであることを特徴とする吸収冷凍機。