JP2007139375A - 可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルにあって、その可燃性冷媒ガスが万一漏洩した時、発火（引火）そして爆発を防止し、仮に発火してしまった時はそれを消火する方法、装置が存在していないという点である。
【解決手段】 可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルにおいて、その冷凍サイクルのユニット内あるいは冷媒配管内に不活性ガスを噴射し、前記した冷媒ガスを不燃範囲に希釈することとし、前記した冷媒配管の一部に可燃性冷媒ガスの緊急放出口を設け、その放出口に不活性ガスを噴射して前記可燃性冷媒ガスと混合することとする。
【選択図】 図１

Description

本発明はノンフロン型の冷凍サイクル、特にイソブタン、プロパンガス等の可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火方法及びその装置に関する。

従来、冷凍機システム（冷凍サイクル）の冷媒ガスとしてはフロンの使用が一般的であったが、近時、フロンがオゾン層の破壊、地球温暖化の一因とされることから、その使用が禁止されることとなった。そのフロンの代替として自然冷媒の使用が提唱されている。

この自然冷媒の中にはイソブタンやプロパンガス等の可燃性ガスも存在しており、この可燃性冷媒ガスを冷凍サイクルに使用する場合、漏洩時に他の火熱等により発火（引火）してしまうこと、爆発を起こしてしまうことを未然に防止する対策が必須となる。
本願発明に関し、出願人が調査したところ、格別に関連し、類似すると思われる先行技術を発見することはできなかった。

本発明が解決しようとする問題点は、可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルにあって、その可燃性冷媒ガスが万一漏洩した時、発火（引火）そして爆発を防止し、仮に発火してしまった時はそれを消火する方法、装置が存在していないという点である。

この問題点を解決するために、本発明に係る可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火方法は可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルにおいて、その冷凍サイクルのユニット内あるいは冷媒配管内に不活性ガスを噴射し、前記した冷媒ガスを不燃範囲に希釈することを特徴とし、前記した冷媒配管の一部に可燃性冷媒ガスの緊急放出口を設け、その放出口に不活性ガスを噴射して前記可燃性冷媒ガスと混合することを特徴としている。

また、本発明に係る可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火装置は可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの外部に、炭酸ガスや窒素ガス等の不活性ガスのボンベを備え、そのボンベから弁を介在させた不活性ガスの送出管を前記冷凍サイクルのユニット内あるいは冷媒配管に接続してあることを特徴とし、前記した冷媒配管の一部に可燃性冷媒ガスの緊急放出口を設け、その放出口に可燃性冷媒ガスと前記した不活性ガスを混合させる容器を設けてあることを特徴としている。

本発明に係る可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火方法及びその装置は上記のように構成されている。そのため、可燃性冷媒ガスの漏洩がセンサーによって検知されると、炭酸ガスや窒素ガス等の不活性ガスが冷凍サイクルのユニットや冷媒配管内に噴射され、冷媒ガスの濃度を燃焼範囲以下に希釈することとなり、発火（引火）、そして発火後の消火を行なうこととなる。

また、可燃性冷媒ガスの漏洩が検知されると、その冷媒ガスを配管外（ユニット外）に放出し、その放出されたガスを不活性ガスによって希釈することで放出される可燃性冷媒ガスの燃焼を抑止することができ、ユニット周域の安全性も確保することができる。

図面として示す実施例のように構成することで実現した。

次に、本発明の好ましい実施の一例を図面を参照して説明する。図１は本発明を実施した可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火装置を示すブロック回路図である。

この図１にあって１は冷凍サイクルユニット（冷凍機ユニット）を示しており、この冷凍サイクルユニット１は気密状態とされており、圧縮型の冷凍機２を有している。この冷凍機２は冷媒サクション管３からサイクルを循環する冷媒ガスを吸引圧縮してホットガス状態として送出管４より送出する。なお、ここで使用されている冷媒ガスはイソブタンやプロパンガス等の可燃性のものとなっている。

前記した送出管４を通った冷媒ガスは凝縮器５へ導入され、この凝縮器５で外部から供給される冷却水によって熱交換されて凝縮状態で高圧配管６へ送出される。

この高圧配管６を通った冷媒ガスは膨張弁７ａを通過して冷却器（エバポレータ）７へ導入され、この冷却器７を通して前記した冷媒サクション管へと循環されることとなる。冷媒ガスはこの冷却器７において、不凍、不燃の液である塩化カルシウム溶液や食塩水であるブラインと熱交換される。このブラインは冷媒ガスの冷力を仲介して感熱の形で運搬し、冷却ユニット８からファン９により冷風を対象に向け放出することとなる。

前記したブラインのサイクルユニットは冷凍サイクルユニット１の外部に設けられており、ブラインのチャージタンク１０を有し、そのチャージタンク１０からブラインを吸引して配管１１へ送り出すポンプ１２を備えている。この配管１１へ送り出されたブラインは前記したように冷却器７で冷媒ガスと熱交換されて冷却ユニット８へ送られ循環するものとなっている。１３は電装盤を示している。

また、前記した冷凍サイクルユニット１内には冷媒配管３、４、６内を流通する可燃性冷媒ガスの洩れを検出する検出器１４が備えられている。一方、冷凍サイクルユニット１の外部には本実施例では炭酸ガスを用いることとした不活性ガスボンベ１５が設けられている。

前記した不活性ガスボンベ１５には内蔵されている炭酸ガスの送出管１６が接続され、この送出管１６は１６ａ、１６ｂ、１６ｃの三つの管路に分岐されている。この三つの管路１６ａ、１６ｂ、１６ｃには前記した検出器１４による可燃性冷媒ガスの洩れ信号に感応して開放される電磁弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃが組み付けられている。

前記した三つの管路１６ａ、１６ｂ、１６ｃのうち１６ａは凝縮された冷媒ガスが通される高圧配管６の一部へ末端を接続され、また、１６ｂは冷却器７を通過した冷媒ガスが冷凍機２へ吸引されるサクション管３へ末端を接続されており、冷媒ガスの洩れが検出された時各々の管６、３内へ炭酸ガスを噴射し、冷媒ガスを不燃濃度範囲に希釈することとなっている。

さらに、管路１６ｃは冷凍サイクルユニット１内へ導入され、この管路１６ｃには複数の噴射孔が形成され、密閉状態となっている冷凍サイクルユニット内へ炭酸ガスを噴射し、洩れて冷凍サイクルユニット１内に存在する冷媒ガスを希釈する。

そして、前記した高圧配管６の一部には冷媒ガスを冷凍サイクルユニット１外へ放出するための放出路１８が設けられている。この放出路１８には前記した検出器１４と感応して開放される電磁弁１７ｄが組み付けられており、この電磁弁１７ｄは炭酸ガスの管路１６ａ、１６ｂ、１６ｃに組み付けられた各電磁弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃと同期して作動し開放状態とされる。

この放出路１８の冷凍サイクルユニット１の外部に位置される先端開口には大径管状とした混合容器１９が一連に接続されて形成されている。放出路１８を通過してきた凝縮状態の冷媒ガスはこの混合容器１９内で圧力が降下され、容積が膨張されることとなるが、この混合容器１９には前記した管路１６ｃの先端が接続され、炭酸ガスを冷媒ガスに混合させて希釈することで不燃範囲の混合ガスとして大気中に放出することとなる。

なお、この可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルユニット１は屋外に設置されることが好ましく、少なくとも冷凍サイクルユニット１外に放出される炭酸ガスに起因する二次災害が生じる虞のないスペースに設置されることが望ましい。

本実施例における可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火方法及びその装置は上記のように構成されている。この実施例では不活性ガスとして炭酸ガスを使用することとしたが、これに代えて窒素ガス等の他の不活性ガスを用いることは勿論可能であり、ガスボンベ１５からの管路も三つのみでなく、更に増やしてやることも可能となる。

本発明を実施した可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火装置を示すブロック回路図である。

符号の説明

１ 冷凍サイクルユニット
２ 冷凍機
３ サクション管
４ 送出管
５ 凝縮器
６ 高圧配管
７ 冷却器
７ａ 膨張弁
８ 冷却ユニット
９ ファン
１０ チャージタンク
１１ ブライン配管
１２ ブラインポンプ
１３ 電装盤
１４ ガス洩れ検出器
１５ ガスボンベ
１６ 送出管
１６ａ 管路
１６ｂ 管路
１６ｃ 管路
１７ａ 電磁弁
１７ｂ 電磁弁
１７ｃ 電磁弁
１７ｄ 電磁弁
１８ 放出路
１９ 混合容器

Claims (4)

1. 可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルにおいて、その冷凍サイクルのユニット内あるいは冷媒配管内に不活性ガスを噴射し、前記した冷媒ガスを不燃範囲に希釈することを特徴とする可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火方法。
2. 前記した冷媒配管の一部に可燃性冷媒ガスの緊急放出口を設け、その放出口に不活性ガスを噴射して前記可燃性冷媒ガスと混合することを特徴とする請求項１に記載の可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火方法。
3. 可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの外部に、炭酸ガスや窒素ガス等の不活性ガスのボンベを備え、そのボンベから弁を介在させた不活性ガスの送出管を前記冷凍サイクルのユニット内あるいは冷媒配管に接続してあることを特徴とする可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火装置。
4. 前記した冷媒配管の一部に可燃性冷媒ガスの緊急放出口を設け、その放出口に可燃性冷媒ガスと前記した不活性ガスを混合させる容器を設けてあることを特徴とする請求項３に記載の可燃性冷媒ガスを使用した冷凍サイクルの発火防止並びに消火装置。
   

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