JP4151824B2

JP4151824B2 - Selective permeation device for hydrogen gas

Info

Publication number: JP4151824B2
Application number: JP2002028155A
Authority: JP
Inventors: 秀行赤羽; 満石川; 茂戸田; 秀高茅沼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP2003225545A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素ガスの選択的透過装置に関し、特に、機械装置の運転に伴って発生する不凝縮水素ガスを機械装置外へ排出する場合等に用いることができる水素ガスの選択的透過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収式冷凍サイクルで運転される吸収式冷凍装置が知られる。例えば、特公平６−９７１２７号公報には、冷房運転、ヒートポンプ運転による暖房、および直火焚き（ボイラ）運転による暖房という３つのモードで運転できるようにした吸収式冷温水機が開示されている。吸収冷凍サイクルは高真空下で行われることから、冷媒中の成分と冷媒流路を形成している金属材料および腐食抑制剤との接触反応によって、ごく微量の水素ガス等の不凝縮ガスが発生する。この不凝縮ガスは高い真空度を維持すべき構成部分である吸収器、蒸発器等の真空度を低下させ、冷暖房の運転効率を著しく低下させることが知られている。したがって、この不凝縮ガスを機外に放出するメンテナンスが一定期間毎に必要となっていた。
【０００３】
パラジウムが水素ガスを選択的に透過する機能を有することに着目して、パラジウム或いはパラジウム合金よりなる水素放出管を備えた水素ガス排出装置が提案されている（特開平５−９００１号公報、特開平５−７９７２８号公報）。特に、特開平５−７９７２８号公報の装置では、水素放出管をコイル状に形成して水素ガス透過面積を大きくする工夫がなされている。
【０００４】
しかし、これらの従来装置では、パラジウム等を管状に成型したり、さらにそれをコイル状に加工したりするので、手間がかかるうえ、比較的高価なパラジウムの歩留まりが低くなるという問題点があった。
【０００５】
これに対して、平板状のパラジウム水素透過部材を、不凝縮ガスタンクに連通する管の一端にろう付けした装置が提案されている（特開平１１−２８１２０９号公報）。この装置によれば、パラジウムよりなる水素透過部材を単純な平板形状にしたので、成型や加工上の問題点が解消されるうえ、ろう付けにより高い機密性を確保することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記平板状の水素透過部材を用いた装置には依然として解決すべき問題点がある。パラジウムの水素処理能力つまり水素ガスの透過量はパラジウムの厚さが大きくなるほど低減する。したがって、所望の透過量を得るためには、パラジウムで製作される水素透過部材の厚みを小さくすることが望ましい。
【０００７】
しかしながら、ろう付けにより密封固定させるためには、製造工程上薄型化が極めて難しいという問題がある。特に、数１０μｍ程度の薄膜（箔）にして使用できれば、大きい水素処理能力が期待できるが、このような箔を気密を維持した状態で機械的手段を用いて取り付ける場合、機械的締め付け部の応力集中が大きくなること、および薄膜の取り扱いにくさによる組立能率の低下などが問題となる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、大きい水素処理能力を有する水素透過部材を、気密を維持した状態で能率的に被取付箇所へ装着することができる水素ガスの選択的透過装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し、目的を達成するための本発明は、密閉された空間内の流体のうち水素ガスを透過させて該空間から外部に排出する水素ガスの選択透過装置において、パラジウムもしくはパラジウム合金の薄膜および該薄膜の両側に配置される１対のメッシュ付きシール部材からなる水素透過フィルタを備え、前記水素透過フィルタが、前記空間に設けられる開放窓および該開放窓の周縁領域を覆うように、該密閉空間の外側に密着して配置されている点に第１の特徴がある。
【００１０】
第１の特徴によれば、密閉空間の開放窓の周縁はシール部材によって密封される。そして、流体のうち水素ガスのみはパラジウムもしくはパラジウム合金の薄膜を透過して密閉空間の外部に排出される。特に、パラジウムもしくはパラジウム合金を薄膜とすることにより、大きい水素ガス透過能力を発揮させることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記シール部材が、板状でありかつ中心領域および該中心領域に対して段差を有する周縁領域からなるとともに、前記シール部材の前記段差を含む周縁領域の形状に適合させた環状の固定部材と、該固定部材を介して前記水素透過フィルタを前記空間を規定する部材の外側に締め付け固定する締め付け手段とを具備した点に第２の特徴がある。
【００１２】
第２の特徴によれば、シール部材はビード形状に形成されているので、固定部材を介して締め付け手段で締め付けられることにより、点ではなく、広い面で前記水素透過フィルタを押さえることができる。したがって、薄膜に対する応力集中を小さくして薄膜の寿命を長くすることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記シール部材が、ステンレス鋼の薄板であり、少なくとも前記段差を含む周縁領域にはシール用コーティングが施されている点に第３の特徴がある。第３の特徴によれば、コーティングにより密封機能をさらに高めることができる
また、本発明は、前記１対のシール部材のうち外側のシール部材に当接配置されるパネル状のヒータ手段を備え、前記ヒータ手段が、前記固定部材と共に前記締め付け部材で固定される点に第４の特徴がある。第４の特徴によれば、パネル状ヒータ手段の熱がシール部材を介して前記薄膜に伝達されるので、均一で効率の良い加熱が可能である。
【００１４】
さらに、本発明は、前記空間が、蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器等、吸収式冷凍装置内の冷媒循環経路を形成する空間であり、前記開放窓が、冷媒蒸気の開放部である点に第５の特徴があり、特に、前記開放窓が前記凝縮器に形成されている点に第６の特徴がある。
【００１５】
第５および第６の特徴によれば、吸収式冷凍装置内で発生して冷媒蒸気内に含まれる水素ガスを冷媒蒸気から抽出して吸収式冷凍装置の外部に排出することができる。特に第６の特徴によれば、水素ガスが滞留しやすい凝縮器に形成される開放窓に設けられる水素透過フィルタで能率的に冷媒蒸気から水素ガスを除去することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図８は本発明の一実施形態に係る水素ガスの選択的透過装置を水素ガス除去装置として備える吸収式冷凍機の要部構成を示す系統ブロック図である。吸収式冷凍機の一実施態様として吸収式冷暖房装置を想定する。蒸発器１には冷媒としてトリフルオロエタノール（ＴＦＥ）等のフッ化アルコールが、吸収器２には吸収剤を含む溶液としてＤＭＩ（ジメチルイミダゾリジノン）が収容されている。前記冷媒はフッ化アルコールに限らず非凍結範囲が広くとれるものであればよい。溶液についてはＤＭＩに限らず非結晶範囲が広く取れるものであり、ＴＦＥつまり冷媒よりも高い常圧沸点を有し、冷媒を吸収しうる吸収剤であればよい。
【００１７】
蒸発器１と吸収器２とは、蒸発（冷媒）通路を介して互いに流体的に連結されており、これら蒸発器１および吸収器２を、例えば３０mmＨｇ程度の低圧環境下に保持すると蒸発器１内の冷媒が蒸発し、この冷媒蒸気は前記蒸発通路を介して吸収器２内に入る。吸収器２内では吸収剤溶液が冷媒蒸気を吸収して吸収冷凍動作が行われる。蒸発通路には、冷媒蒸気中に残存するミスト（霧状の冷媒）を加熱して蒸気化させるとともに、凝縮器９から送給される冷媒の温度を下げる働きをする予冷器１８が設けられる。
【００１８】
バーナ７が点火されると、再生器３によって吸収器２内の溶液濃度が高められる（バーナおよび再生器ならびに溶液濃縮については後述する）。吸収器２内の高濃度溶液が冷媒蒸気を吸収すると蒸発器１内の冷媒が蒸発し、その蒸発時の潜熱によって蒸発器１内が冷却される。蒸発器１には冷水が通過する管路１ａが通っている。管路１ａを流れる冷水としてはエチレングレコール又はプロピレングレコール水溶液を使用するのが好ましい。管路１ａの一端（図では出口端）は第１の四方弁Ｖ１の＃１開口に、その他端（図では入口端）は第２の四方弁Ｖ２の＃１開口にそれぞれ連結される。
【００１９】
冷媒はポンプＰ１によって蒸発器１内に設けられた散布手段１ｂに導かれ、冷水が通過している管路１ａ上に散布される。冷媒は管路１ａ内の冷水から蒸発熱を奪って冷媒蒸気となり、冷媒で熱を奪われた管路１ａ内の冷水はその温度が降下する。冷媒蒸気は前記蒸発通路を通って吸収器２に流入する。蒸発器１内の冷媒は散布手段１ｂに導かれるほか、その一部はフィルタ４を通って精留器６にも給送される。蒸発器１とフィルタ４との間には流量調節弁Ｖ５が設けられている。
【００２０】
前記フッ化アルコールの蒸気つまり冷媒蒸気が吸収器２の溶液に吸収されると、吸収熱によって該溶液の温度は上昇する。溶液の吸収能力は該溶液の温度が低いほど、また、溶液濃度が高いほど大きい。そこで、該溶液の温度上昇を抑制するため、吸収器２の内部には冷却水が通る管路２ａが設けられる。管路２ａの一端（図では出口端）は凝縮器９内を通した後、ポンプＰ３を介して第１の四方弁Ｖ１の＃２開口に、管路２ａの他端（図では入口端）は第２の四方弁Ｖ２の＃２開口にそれぞれ連結される。管路２ａを通過する冷却水として、前記冷水と同じ水溶液を使用する。
【００２１】
溶液はポンプＰ２によって吸収器２内に設けられた散布手段２ｂに導かれ、管路２ａ上に散布される。その結果、溶液は管路２ａを通っている冷却水で冷却される。一方、冷却水は熱を吸収するのでその温度が上昇する。吸収器２内の溶液が冷媒蒸気を吸収し、その吸収剤濃度が低下すると吸収能力が低下する。そこで、再生器３および精留器６によって吸収剤溶液から冷媒蒸気を分離発生させることにより、溶液の濃度を高めて吸収能力を回復させる。
【００２２】
吸収器２で冷媒蒸気を吸収して希釈された溶液つまり希液は前記散布手段２ｂに導かれるほか、ポンプＰ２により管路７ｂを通じて精留器６に給送され再生器３へと流下する。ポンプＰ２と再生器３とをつなぐ管路７ｂには開閉弁Ｖ３が設けられている。再生器３には吸収器２から供給される希液を加熱するバーナ７が設けられている。バーナ７はガスバーナが好ましいが、他の型式のどのような加熱手段であってもよい。
【００２３】
再生器３で加熱され、冷媒蒸気が抽出されて濃度が高められた溶液（濃液）は、管路７ａを通って吸収器２に戻される。管路７ａ上には開閉弁Ｖ４が設けられている。濃液は散布手段２ｃによって管路２ａ上に散布される。
【００２４】
再生器３に給送された希液がバーナ７で加熱されると、冷媒蒸気が発生する。この冷媒蒸気に混入された吸収剤溶液は精留器６で分離され、より一層純度を高められた冷媒蒸気が凝縮器９へ給送される。冷媒蒸気は凝縮器９で冷却されて凝縮液化され、前記予冷器１８、減圧弁１１を経由して蒸発器１に戻される。この冷媒は管路１ａ上に散布される。
【００２５】
凝縮器９から蒸発器１に供給される蒸気の純度は極めて高くなってはいるが、還流冷媒中にごくわずかに混在する吸収剤成分が長時間の運転サイクルによって蓄積し、蒸発器１内の冷媒の純度が徐々に低下することは避けられない。蒸発器１から冷媒のごく一部をフィルタ４を介して精留器６に給送し、再生器３から生じる冷媒蒸気と共に再び純度を上げるためのサイクルを経るようにすることによって冷媒純度の低下が抑制される。
【００２６】
再生器３から出た管路７ａ中の高温濃液は、吸収器２と精留器６を連結する管路の中間に設けられた熱交換器１２により、吸収器２から出た希液と熱交換して冷却された後、吸収器２内に散布される。一方、熱交換器１２で予備的に加熱された希液は精留器６へ給送される。こうして熱効率の向上が図られているが、さらに、還流される前記濃液の熱を吸収器２または凝縮器９から出た管路２ａ内の冷却水に伝達するための熱交換器（図示せず）を設けることにより、吸収器２に還流される濃液の温度をより一層低下させ、冷却水温度はさらに上げることができるような構成をとってもよい。
【００２７】
前記冷水または冷却水を外気と熱交換するための顕熱交換器１４には管路４ａ、室内機１５には管路３ａが設けられている。管路３ａ、４ａの各一端（図では入口端）は第１の四方弁Ｖ１の＃３および＃４開口に、その他端（図では出口端）は第２の四方弁Ｖ２の＃３および＃４開口にそれぞれ連結される。室内機１５は冷暖房を行う室内に備えられるもので、冷風または温風の吹出し用ファン（両者は共通）１０と吹出し出口（図示せず）とが設けられる。前記顕熱交換器１４は室外に置かれ、ファン１９で強制的に外気との熱交換が行われる。
【００２８】
蒸発器１には冷媒の量を感知するレベルセンサＬ１、冷媒の温度を感知する温度センサＴ１、および蒸発器１内の圧力を感知する圧力センサＰＳ１が設けられている。吸収器２には溶液の量を感知するレベルセンサＬ２が設けられている。凝縮器９には、凝縮した冷媒の量を感知するレベルセンサＬ９、冷媒の温度を感知する温度センサＴ９、および凝縮器９内の圧力を感知する圧力センサＰＳ９が設けられている。顕熱交換機１４、再生器３、および室内機１５にはそれぞれ温度センサＴ１４、Ｔ３およびＴ１５が設けられている。顕熱交換機１４の温度センサＴ１４は外気温度を感知し、室内機１５の温度センサＴ１５は冷暖房をする室内の温度を感知する。また、再生器３の温度センサＴ３は溶液の温度を感知する。
【００２９】
冷房運転時には、第１の四方弁Ｖ１および第２の四方弁Ｖ２を切り替え、それぞれの＃１および＃３開口を連通させる一方で、＃２および＃４開口を連通させる。この切り替えにより、冷媒が散布されて温度が下げられた冷水が室内機１５の管路３ａへ導かれて室内の冷房が行われる。
【００３０】
一方、暖房運転時には、前記第１の四方弁Ｖ１および第２の四方弁Ｖ２を切り替え、それぞれの＃１および＃４開口を連通させ、＃２および＃３開口を連通させる。この切り替えにより、暖められた冷却水が室内機１５の管路３ａへ導かれて室内の暖房が行われる。
【００３１】
暖房運転時に、外気温度が極端に低くなると、顕熱交換器１４を介して外気から熱を汲み上げ難くなり、暖房能力が低下する。このようなときのために、凝縮器９と再生器３（または精留器６）との間をバイパスする環流通路９ａおよび開閉弁１７を設けている。すなわち、外気からの熱の汲み上げが困難なときには、吸収冷凍サイクル運転は停止して、再生器３で発生した蒸気を凝縮器９との間で環流させ、バーナ７による加熱熱量を凝縮器９内で効率よく管路２ａ内の冷却水に伝導させられる直火焚き運転により前記冷却水を昇温させて暖房能力を向上させる。
【００３２】
続いて、上記冷暖房装置に設けられる水素ガス除去装置について説明する。図３は水素ガス除去装置が取り付けられる凝縮器の斜視図である。凝縮器９は凝縮した冷媒を溜める膨出部９１を有する略直方体の筺体であり、膨出部９１を下方にして横長に配置される。凝縮器９の長手方向の一側面は、連結用のフランジ９２を有する連結部９３を介して精留器６の頂部と結合される。連結部９３は精留器６および凝縮器９間で流体の交流が可能な管継手を構成する。
【００３３】
連結部９３が設けられる側とは反対側寄りの正面には、開口（開放窓）９４が設けられる。開放窓９４の周囲には詳細を後述する水素ガス除去装置を取り付けるための座面９４１が設けられ、この座面９４１には取り付け用のねじ孔９４２が複数（ここでは６個）形成される。開放窓９４は水素ガス除去装置によって塞がれる。
【００３４】
凝縮器９の正面には、凝縮器９内に設けられる図示しない熱交換器を貫通する管の端部２ｅが突出している。この管端部２ｅは冷却水の管路２ａに結合される。前記連結部９３が設けられる側とは反対側の側面には管継手９ｆが設けられる。この管継手９ｆは冷媒を蒸発器１に給送するための管路９ｂに連結される。前記膨出部９１の下面には、冷媒を精留器９に環流させる環流通路９ａと連結される管継手９ｇが設けられる。
【００３５】
図１は、水素ガス除去装置の分解図、図２は水素ガス除去装置を取り付けた状態を示す凝縮器の要部断面図である。図１において、水素ガス除去装置２０は、水素透過薄膜２１ならびに水素透過薄膜２１の両側（図中上下）に配置される外側シール部材２２および内側シール部材２３からなる水素透過フィルタを含む。外側シール部材２２の外側つまり凝縮器９の表面から遠い側には固定用部材２４が配置される。水素透過薄膜２１を含むこれらの部材は、パネル状のヒータ２５とともに板ばね２６を介して、ボルト２７により凝縮器９の座面９４１に一括して取り付けられる。板ばね２６およびボルト２７は水素透過フィルタの締め付け手段を構成する。
【００３６】
水素透過薄膜２１は水素ガスを透過することができるパラジウムもしくはパラジウムを含む合金からなる薄膜（箔）であり、例えば、厚さは１０〜３０μｍである。シール部材２２，２３は略円形の金属薄板、例えばステンレス鋼の薄板であり、中心部つまり水素透過薄膜２１に対向する領域には多数の小孔が穿たれてメッシュを形成している。シール部材２２，２３はその中心部にメッシュを有して水素ガスを通過可能にする一方、その周縁部分は、当接する隣接部材との間の気密を高めるため、ボルト２７用の貫通孔以外は孔や凹凸がない滑らかな表面に仕上げられる。
【００３７】
シール部材２２，２３のうち一方（この例ではシール部材２３）は、周縁部が中心部に対して段差を有する形状（ビード形状）であり、段差部２３１を有する。シール部材２３は、固定用部材２４が取り付けられて座面９４１に押圧されたときに段差部２３１が撓んで一平面となるように変形する。その結果、水素透過薄膜２１はシール部材２２，２３により比較的広い面で支持されて高い気密程度を有することができるとともに、運転中の凝縮器９内部の圧力変動に対して支持部の特定部分への局部的な応力の集中を受けることが回避される。すなわち、水素透過薄膜２１は、圧力変動によるシール部材２２，２３の動きによる機械的ストレスを受けることが少ない。さらに、シール部材２２，２３は、気密機能を一層高めるため、表面にコーティング、例えば、３０〜４０μｍの錫メッキを施すのがよい。
【００３８】
固定用部材２４は環状であり、中央部に円形パネル状のヒータ２５が収まるように環状の内径が決定される。板ばね２６は、各ボルト２７毎または複数のボルト２７単位に設けられた小片であってもよいし、組立状態でヒータ２５の周縁付近に係合できるよう、ヒータ２５の外周より小さい内径を有する環状に形成されたものであってもよい。
【００３９】
シール部材２２，２３、固定用部材２４、板ばね２６の周縁部近傍には、ボルト２７が貫通可能なように孔が形成される。ボルト２７は座面９４１に設けられたねじ孔９４２の数に合わせた個数、つまり６本用意され、同様にシール部材２２，２３等の孔も６個形成される。
【００４０】
図２に示すように、水素ガス除去装置２０はボルト２７をねじ孔９４２に螺合させることによって凝縮器９の座面９４１に密着し、凝縮器９から外面への突出量は小さくコンパクトに装着される。凝縮器９内で発生する水素ガスはシール部材のメッシュを通して機外に排出されるとともに、シール部材２２，２３の気密作用により凝縮器９内は所定の真空度に維持される。
【００４１】
図４は外側シール部材の正面図である。シール部材２２の中心領域Ｓ１（網目模様で表示）がメッシュ領域であり、このメッシュ領域Ｓ１には、例えば直径０．５ｍｍの小孔が多数設けられる。そして、このメッシュ領域Ｓ１の外周の気密領域（気密を保持する機能を持たせた平滑表面領域）にはボルト孔２７１が６カ所設けられる。
【００４２】
図５は内側シール部材の正面図、図６はＡ−Ａ位置の拡大断面図である。シール部材２３の中心領域Ｓ２はシール部材２２と同様、メッシュ領域であるが、このメッシュ領域Ｓ２は、リブ領域２３２によって区切られた小さいメッシュ領域からなる。シール部材２３は凝縮器９内の負圧により凝縮器９側に撓むような力を受ける。そこで、この力による撓みを抑制するため小孔がないリブ領域２３２を設けて強度を維持させている。したがって、負圧の影響が少ない外側のシール部材２２にはリブを設けていない。メッシュ領域Ｓ２の外周の気密領域にはボルト孔２７２が６カ所設けられる。
【００４３】
シール部材２３の段差部２３１の段差Ｄはシール部材２３の板厚ｔと同じ程度（例えば０．２ｍｍ）とし、勾配面の長さＩは例えば１．５ｍｍとする。シール部材２２，２３には、全体にコーティングを設けるのがよいが、少なくともシール部材２２，２３の中心領域つまりメッシュ領域Ｓ１，Ｓ２を除いた部分とするのがよい。例えば、シール部材２３では、段差部２３１を含む範囲Ｐに錫メッキが施される（図６参照）。外側シール部材２２および内側シール部材２３は、単純な形状であるため、プレス加工やエッチング加工により容易に加工できる。
【００４４】
図７は固定用部材の平面図である。固定用部材２４は単純な環状板であり、前記ねじ孔９４２に対応する孔２７３が６カ所に設けられる。
【００４５】
上記構成により、吸収式冷凍装置内の冷媒蒸気は、凝縮器９の開放窓９４を通じて開放されようとするが、該開放窓９４を封止している水素透過フィルタ２０の作用により、水素ガスのみが選択的に透過されて凝縮器９の外部に排出される。すなわち、冷媒蒸気は内側シール部材２３のメッシュ領域Ｓ２を通過し、このうち水素ガスだけが水素透過薄膜２１を透過する。そして、この水素ガスは外側シール部材２２のメッシュ領域Ｓ１を通過し、さらにヒータ２５と外側シール部材２２の間を通過して外部に排出される。
【００４６】
外側シール部材２２には、ヒータ２５が当接しているので、このヒータ２５の熱は外側シール部材２２を介して水素透過薄膜２１に容易に伝達される。したがって、熱効率がよいし、パネル状のヒータ２５の広い面を介して熱伝搬されるので、水素透過薄膜２１を均一に加熱することもできる。
【００４７】
本実施形態では、吸収式冷凍装置内の冷媒蒸気から水素ガスを選択的に透過させて外部に放出する水素ガス除去装置としての水素ガスの選択透過装置を説明した。しかし、本発明は、このような適用範囲に限らず、水素ガスを含む気体が発生する空間ないし該気体が密封された空間から選択的に水素ガスを抽出するプロセス装置に広く適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜請求項４の発明によれば、密閉された空間内の水素ガスを、水素透過能力が高められるパラジウムもしくはパラジウム合金の薄膜を使用して能率的に抽出することができまた、高価なパラジウム材料を大幅削減することができる。特に、シール部材は薄膜であり薄板化し、かつ形状が単純であるため、シール性能のばらつきを押さえることができる。また、シール部材は製造容易な薄板単純形状であるため、プレス加工やエッチング加工が容易であり、製造コストの低減を図ることができる。さらに、請求項２の発明によれば、ビード形状のシール部材により薄膜に対する局部的な応力集中を回避して長寿命化を図ることができるし、密閉空間と外部との所定の圧力差に対し、メッシュの密度を調整して対応することができる。
【００４９】
また、請求項３の発明によれば、密閉された空間と外部とのシール性能をより高めることができる。請求項４の発明によれば、水素ガスを透過させる薄膜を能率的に、しかも均一に加熱することができるので、水素透過能力を高めることができる。
【００５０】
さらに、請求項５および請求項６の発明によれば、吸収式冷凍装置内で発生する水素ガスを能率的に排出することができるので、水素ガスの増加を防いで吸収式冷凍装置内の圧力を所定の真空度に維持することができる。特に、請求項６の発明によれば、冷媒蒸気が凝縮液化する最終地点であることから水素ガスが滞留しやすい凝縮器で能率的に水素ガスを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水素ガス除去装置の分解図である。
【図２】水素ガス除去装置を組み付けた凝縮器の断面図である。
【図３】水素ガス除去装置を取り付ける凝縮器の斜視図である。
【図４】外側シール部材の正面図である。
【図５】内側シール部材の正面図である。
【図６】内側シール部材のＡ−Ａ断面図である。
【図７】固定部材の正面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る水素ガス除去装置を含む吸収式冷暖房装置の構成を示す系統図である。
【符号の説明】
１…蒸発器、２…吸収器、３…再生器、９…凝縮器、１４…顕熱交換器、１５…室内機、１９…ファン、２０…水素ガス除去装置、２１…水素透過薄膜、２２…外側シール部材、２３…内側シール部材、２４…固定部材、２５…ヒータ、２６…板ばね、２７…ボルト、９４…開放窓[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrogen gas selective permeation device, and more particularly, to a hydrogen gas selective permeation device that can be used when discharging non-condensed hydrogen gas generated during operation of a mechanical device to the outside of the mechanical device. .
[0002]
[Prior art]
Absorption refrigeration apparatuses that are operated in an absorption refrigeration cycle are known. For example, Japanese Patent Publication No. 6-97127 discloses an absorption chiller / heater that can be operated in three modes: cooling operation, heating by heat pump operation, and heating by direct-fired (boiler) operation. . Since the absorption refrigeration cycle is performed under high vacuum, a very small amount of non-condensable gas such as hydrogen gas is generated by the contact reaction between the components in the refrigerant and the metal material forming the refrigerant flow path and the corrosion inhibitor. To do. It is known that this non-condensable gas lowers the degree of vacuum of absorbers, evaporators, and the like, which are components that should maintain a high degree of vacuum, and significantly lowers the operating efficiency of air conditioning. Therefore, maintenance for releasing this non-condensable gas to the outside of the apparatus has been required at regular intervals.
[0003]
Focusing on the fact that palladium has a function of selectively permeating hydrogen gas, a hydrogen gas discharge device having a hydrogen release pipe made of palladium or a palladium alloy has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-9001). (Kaihei 5-79728). In particular, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-79728, a device for increasing the hydrogen gas permeation area is formed by forming a hydrogen discharge pipe in a coil shape.
[0004]
However, in these conventional apparatuses, since palladium or the like is formed into a tubular shape or further processed into a coil shape, there is a problem in that it takes time and yield of relatively expensive palladium is lowered. .
[0005]
On the other hand, an apparatus has been proposed in which a flat palladium hydrogen permeable member is brazed to one end of a pipe communicating with a non-condensable gas tank (Japanese Patent Laid-Open No. 11-281209). According to this apparatus, since the hydrogen permeable member made of palladium has a simple flat plate shape, problems in molding and processing can be solved, and high confidentiality can be secured by brazing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The apparatus using the flat hydrogen permeable member still has problems to be solved. The hydrogen treatment capacity of palladium, that is, the permeation amount of hydrogen gas, decreases as the palladium thickness increases. Therefore, in order to obtain a desired permeation amount, it is desirable to reduce the thickness of the hydrogen permeable member made of palladium.
[0007]
However, in order to seal and fix by brazing, there is a problem that it is extremely difficult to reduce the thickness in the manufacturing process. In particular, if it can be used as a thin film (foil) of about several tens of μm, it can be expected to have a large hydrogen treatment capacity. However, when such a foil is attached using mechanical means while maintaining airtightness, the stress of the mechanical tightening portion is expected. Problems such as increased concentration and a decrease in assembly efficiency due to difficulty in handling the thin film are problematic.
[0008]
In view of the above problems, the present invention provides a hydrogen gas selective permeation device capable of efficiently mounting a hydrogen permeable member having a large hydrogen treatment capacity to a mounting location while maintaining airtightness. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention provides a selective permeation device for hydrogen gas that allows permeation of hydrogen gas out of a fluid in a sealed space and discharges the hydrogen gas to the outside. A hydrogen permeable filter comprising a thin film of alloy and a pair of mesh-sealed seal members disposed on both sides of the thin film, the hydrogen permeable filter covering an open window provided in the space and a peripheral region of the open window In addition, the first feature is that it is arranged in close contact with the outside of the sealed space.
[0010]
According to the first feature, the periphery of the open window of the sealed space is sealed by the sealing member. In the fluid, only hydrogen gas passes through the palladium or palladium alloy thin film and is discharged to the outside of the sealed space. In particular, by using palladium or a palladium alloy as a thin film, a large hydrogen gas permeation ability can be exhibited.
[0011]
According to the present invention, the seal member is plate-shaped and includes a central region and a peripheral region having a step with respect to the central region, and is adapted to the shape of the peripheral region including the step of the seal member. A second feature is that an annular fixing member and clamping means for clamping and fixing the hydrogen permeation filter to the outside of the member defining the space via the fixing member are provided.
[0012]
According to the second feature, since the seal member is formed in a bead shape, the hydrogen permeation filter can be pressed on a wide surface rather than a point by being tightened by a tightening means via a fixing member. Therefore, the stress concentration on the thin film can be reduced and the life of the thin film can be extended.
[0013]
In addition, the present invention has a third feature in that the seal member is a stainless steel thin plate, and at least a peripheral region including the step is provided with a seal coating. According to the third feature, the sealing function can be further enhanced by coating. Further, the present invention includes panel-like heater means arranged in contact with an outer seal member of the pair of seal members, A fourth feature is that the heater means is fixed together with the fixing member by the fastening member. According to the fourth feature, the heat of the panel heater means is transmitted to the thin film through the sealing member, so that uniform and efficient heating is possible.
[0014]
Further, according to the present invention, the space is a space that forms a refrigerant circulation path in an absorption refrigeration apparatus, such as an evaporator, an absorber, a regenerator, and a condenser, and the opening window is an opening portion of the refrigerant vapor. There is a fifth feature in a certain point, and in particular, there is a sixth feature in that the open window is formed in the condenser.
[0015]
According to the fifth and sixth features, hydrogen gas generated in the absorption refrigeration apparatus and contained in the refrigerant vapor can be extracted from the refrigerant vapor and discharged outside the absorption refrigeration apparatus. In particular, according to the sixth feature, the hydrogen gas can be efficiently removed from the refrigerant vapor by the hydrogen permeable filter provided in the open window formed in the condenser in which the hydrogen gas tends to stay.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a system block diagram showing a main configuration of an absorption refrigerator having a hydrogen gas selective permeation device according to an embodiment of the present invention as a hydrogen gas removal device. As an embodiment of the absorption refrigerator, an absorption air conditioner is assumed. The evaporator 1 contains a fluorinated alcohol such as trifluoroethanol (TFE) as a refrigerant, and the absorber 2 contains DMI (dimethylimidazolidinone) as a solution containing an absorbent. The refrigerant is not limited to fluorinated alcohol, but may be any refrigerant that has a wide non-freezing range. The solution is not limited to DMI but can have a wide non-crystalline range, and any absorbent that has a normal pressure boiling point higher than TFE, that is, a refrigerant and can absorb the refrigerant may be used.
[0017]
The evaporator 1 and the absorber 2 are fluidly connected to each other via an evaporation (refrigerant) passage. When the evaporator 1 and the absorber 2 are held in a low-pressure environment of about 30 mmHg, for example, the evaporator 1 The refrigerant in the inside evaporates, and this refrigerant vapor enters the absorber 2 through the evaporation passage. In the absorber 2, the absorbent solution absorbs the refrigerant vapor and the absorption refrigeration operation is performed. The evaporation passage is provided with a precooler 18 that heats and vaporizes the mist (mist refrigerant) remaining in the refrigerant vapor and lowers the temperature of the refrigerant fed from the condenser 9.
[0018]
When the burner 7 is ignited, the regenerator 3 increases the concentration of the solution in the absorber 2 (the burner, the regenerator, and the solution concentration will be described later). When the high-concentration solution in the absorber 2 absorbs the refrigerant vapor, the refrigerant in the evaporator 1 evaporates, and the inside of the evaporator 1 is cooled by the latent heat during the evaporation. A pipe line 1a through which cold water passes passes through the evaporator 1. As the cold water flowing through the pipe line 1a, ethylene glycol or propylene glycol aqueous solution is preferably used. One end (outlet end in the figure) of the pipe line 1a is connected to the # 1 opening of the first four-way valve V1, and the other end (inlet end in the figure) is connected to the # 1 opening of the second four-way valve V2.
[0019]
The refrigerant is guided to the spraying means 1b provided in the evaporator 1 by the pump P1, and sprayed onto the pipe line 1a through which the cold water passes. The refrigerant takes evaporative heat from the cold water in the pipe line 1a to become refrigerant vapor, and the temperature of the cold water in the pipe line 1a deprived of heat by the refrigerant drops. The refrigerant vapor flows into the absorber 2 through the evaporation passage. The refrigerant in the evaporator 1 is guided to the spraying means 1b, and a part thereof is also fed to the rectifier 6 through the filter 4. A flow control valve V5 is provided between the evaporator 1 and the filter 4.
[0020]
When the fluorinated alcohol vapor, that is, the refrigerant vapor is absorbed by the solution of the absorber 2, the temperature of the solution rises due to the heat of absorption. The absorption capacity of the solution is higher as the temperature of the solution is lower and as the solution concentration is higher. Therefore, in order to suppress the temperature rise of the solution, a pipe line 2a through which cooling water passes is provided inside the absorber 2. One end (outlet end in the figure) of the pipe line 2a passes through the condenser 9, and then passes to the # 2 opening of the first four-way valve V1 via the pump P3, and the other end (inlet end in the figure) of the pipe line 2a. Are respectively connected to the # 2 opening of the second four-way valve V2. The same aqueous solution as the cold water is used as the cooling water passing through the pipe line 2a.
[0021]
The solution is guided to the spraying means 2b provided in the absorber 2 by the pump P2, and sprayed onto the pipe line 2a. As a result, the solution is cooled by the cooling water passing through the pipe line 2a. On the other hand, since the cooling water absorbs heat, its temperature rises. When the solution in the absorber 2 absorbs the refrigerant vapor and the concentration of the absorbent decreases, the absorption capacity decreases. Thus, the refrigerant vapor is separated from the absorbent solution by the regenerator 3 and the rectifier 6 to increase the concentration of the solution and restore the absorption capacity.
[0022]
The solution diluted by absorbing the refrigerant vapor in the absorber 2, that is, the diluted solution, is guided to the spraying means 2b, and is fed to the rectifier 6 through the pipe 7b by the pump P2 and flows down to the regenerator 3. An open / close valve V3 is provided in the pipe line 7b connecting the pump P2 and the regenerator 3. The regenerator 3 is provided with a burner 7 for heating the dilute liquid supplied from the absorber 2. The burner 7 is preferably a gas burner, but may be any other type of heating means.
[0023]
The solution (concentrated liquid) heated by the regenerator 3 and having the concentration increased by extracting the refrigerant vapor is returned to the absorber 2 through the pipe line 7a. An on-off valve V4 is provided on the pipe line 7a. The concentrated liquid is sprayed on the pipe line 2a by the spraying means 2c.
[0024]
When the dilute liquid fed to the regenerator 3 is heated by the burner 7, refrigerant vapor is generated. The absorbent solution mixed in the refrigerant vapor is separated by the rectifier 6, and the refrigerant vapor with higher purity is fed to the condenser 9. The refrigerant vapor is cooled by the condenser 9 to be condensed and liquefied, and returned to the evaporator 1 via the precooler 18 and the pressure reducing valve 11. This refrigerant is sprayed on the pipe line 1a.
[0025]
Although the purity of the vapor supplied from the condenser 9 to the evaporator 1 is extremely high, the absorbent component that is very slightly mixed in the refluxing refrigerant accumulates in a long operation cycle, and the inside of the evaporator 1 It is inevitable that the purity of the refrigerant gradually decreases. A small part of the refrigerant from the evaporator 1 is fed to the rectifier 6 through the filter 4 and is subjected to a cycle for raising the purity again together with the refrigerant vapor generated from the regenerator 3, thereby reducing the refrigerant purity. Is suppressed.
[0026]
The high temperature concentrated liquid in the pipe line 7a that has come out of the regenerator 3 is separated from the dilute liquid that has come out of the absorber 2 by a heat exchanger 12 provided in the middle of the pipe line that connects the absorber 2 and the rectifier 6. After being cooled by heat exchange, it is sprayed into the absorber 2. On the other hand, the dilute liquid preliminarily heated by the heat exchanger 12 is fed to the rectifier 6. In this way, the heat efficiency is improved. Furthermore, a heat exchanger (not shown) is used to transmit the heat of the concentrated liquid to be recirculated to the cooling water in the pipe 2a exiting from the absorber 2 or the condenser 9. 2), the temperature of the concentrated liquid refluxed to the absorber 2 may be further reduced, and the cooling water temperature may be further increased.
[0027]
The sensible heat exchanger 14 for exchanging heat between the cold water or the cooling water and the outside air is provided with a pipe line 4a, and the indoor unit 15 is provided with a pipe line 3a. One end (inlet in the figure) of each of the pipes 3a and 4a is opened to # 3 and # 4 of the first four-way valve V1, and the other end (outlet in the figure) is # 3 and # of the second four-way valve V2. The four openings are connected to each other. The indoor unit 15 is provided in a room that performs cooling and heating, and is provided with a fan for blowing cold air or hot air (both are common) 10 and an outlet (not shown). The sensible heat exchanger 14 is placed outside and the fan 19 forcibly exchanges heat with the outside air.
[0028]
The evaporator 1 is provided with a level sensor L1 that senses the amount of refrigerant, a temperature sensor T1 that senses the temperature of the refrigerant, and a pressure sensor PS1 that senses the pressure in the evaporator 1. The absorber 2 is provided with a level sensor L2 that senses the amount of the solution. The condenser 9 is provided with a level sensor L9 that senses the amount of the condensed refrigerant, a temperature sensor T9 that senses the temperature of the refrigerant, and a pressure sensor PS9 that senses the pressure in the condenser 9. The sensible heat exchanger 14, the regenerator 3, and the indoor unit 15 are provided with temperature sensors T14, T3, and T15, respectively. The temperature sensor T14 of the sensible heat exchanger 14 senses the outside air temperature, and the temperature sensor T15 of the indoor unit 15 senses the temperature of the room that is air-conditioned. The temperature sensor T3 of the regenerator 3 senses the temperature of the solution.
[0029]
During the cooling operation, the first four-way valve V1 and the second four-way valve V2 are switched to communicate the respective # 1 and # 3 openings, while communicating the # 2 and # 4 openings. By this switching, the cold water sprayed with the refrigerant and lowered in temperature is guided to the pipe line 3a of the indoor unit 15 to cool the room.
[0030]
On the other hand, during the heating operation, the first four-way valve V1 and the second four-way valve V2 are switched, the respective # 1 and # 4 openings are communicated, and the # 2 and # 3 openings are communicated. By this switching, the warmed cooling water is guided to the pipe line 3a of the indoor unit 15, and the room is heated.
[0031]
If the outside air temperature becomes extremely low during the heating operation, it becomes difficult to pump heat from the outside air via the sensible heat exchanger 14, and the heating capacity is reduced. For such a case, a circulation passage 9a and an on-off valve 17 are provided to bypass between the condenser 9 and the regenerator 3 (or the rectifier 6). That is, when it is difficult to pump the heat from the outside air, the absorption refrigeration cycle operation is stopped, the steam generated in the regenerator 3 is circulated to and from the condenser 9, and the amount of heat generated by the burner 7 is increased in the condenser 9. The heating capacity is improved by raising the temperature of the cooling water by a direct-fired operation that is efficiently conducted to the cooling water in the pipe line 2a.
[0032]
Then, the hydrogen gas removal apparatus provided in the said air conditioning apparatus is demonstrated. FIG. 3 is a perspective view of a condenser to which a hydrogen gas removing device is attached. The condenser 9 is a substantially rectangular parallelepiped housing having a bulging portion 91 for storing condensed refrigerant, and is arranged in a horizontally long shape with the bulging portion 91 downward. One side surface of the condenser 9 in the longitudinal direction is coupled to the top of the rectifier 6 through a connecting portion 93 having a connecting flange 92. The connecting portion 93 constitutes a pipe joint that can exchange fluid between the rectifier 6 and the condenser 9.
[0033]
An opening (open window) 94 is provided on the front side opposite to the side on which the connecting portion 93 is provided. A seat surface 941 for attaching a hydrogen gas removing device, which will be described in detail later, is provided around the open window 94, and a plurality of (here, six) screw holes 942 for attachment are formed in the seat surface 941. The open window 94 is closed by a hydrogen gas removing device.
[0034]
On the front side of the condenser 9, an end portion 2 e of a pipe penetrating a heat exchanger (not shown) provided in the condenser 9 protrudes. This pipe end 2e is coupled to a cooling water pipe 2a. A pipe joint 9f is provided on the side surface opposite to the side on which the connecting portion 93 is provided. This pipe joint 9 f is connected to a pipe line 9 b for feeding the refrigerant to the evaporator 1. On the lower surface of the bulging portion 91, a pipe joint 9g connected to a reflux passage 9a for circulating the refrigerant to the rectifier 9 is provided.
[0035]
FIG. 1 is an exploded view of the hydrogen gas removing device, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the condenser showing a state in which the hydrogen gas removing device is attached. In FIG. 1, the hydrogen gas removing device 20 includes a hydrogen permeable thin film 21 and a hydrogen permeable filter including an outer seal member 22 and an inner seal member 23 disposed on both sides (upper and lower sides in the drawing) of the hydrogen permeable thin film 21. A fixing member 24 is disposed outside the outer seal member 22, that is, on the side far from the surface of the condenser 9. These members including the hydrogen permeable thin film 21 are collectively attached to the seating surface 941 of the condenser 9 by bolts 27 through the leaf spring 26 together with the panel-like heater 25. The leaf spring 26 and the bolt 27 constitute a fastening means for the hydrogen permeable filter.
[0036]
The hydrogen permeable thin film 21 is a thin film (foil) made of palladium or an alloy containing palladium that can transmit hydrogen gas, and has a thickness of 10 to 30 μm, for example. The sealing members 22 and 23 are substantially circular metal thin plates, for example, stainless steel thin plates, and a plurality of small holes are formed in the central portion, that is, the region facing the hydrogen permeable thin film 21 to form a mesh. The sealing members 22 and 23 have a mesh at the center thereof to allow hydrogen gas to pass therethrough, while the peripheral portion thereof enhances the airtightness between the adjacent members in contact with each other. Finished with a smooth surface without holes or irregularities.
[0037]
One of the seal members 22 and 23 (in this example, the seal member 23) has a shape (bead shape) in which the peripheral portion has a step with respect to the center portion, and has a step portion 231. When the fixing member 24 is attached and pressed against the seating surface 941, the seal member 23 is deformed so that the stepped portion 231 is bent and becomes a flat surface. As a result, the hydrogen permeable thin film 21 can be supported on a relatively wide surface by the seal members 22 and 23 to have a high degree of airtightness, and a specific portion of the support portion against pressure fluctuations in the condenser 9 during operation. It is avoided that the stress is concentrated locally. That is, the hydrogen permeable thin film 21 is less likely to be subjected to mechanical stress due to the movement of the seal members 22 and 23 due to pressure fluctuation. Further, the sealing members 22 and 23 are preferably coated on the surface thereof, for example, tin plating of 30 to 40 μm in order to further enhance the airtight function.
[0038]
The fixing member 24 has an annular shape, and the annular inner diameter is determined so that the circular panel heater 25 is accommodated in the center. The leaf spring 26 may be a small piece provided for each bolt 27 or a plurality of bolts 27, and has an inner diameter smaller than the outer periphery of the heater 25 so that it can be engaged in the vicinity of the periphery of the heater 25 in an assembled state. It may be formed in an annular shape.
[0039]
In the vicinity of the peripheral portions of the seal members 22 and 23, the fixing member 24, and the leaf spring 26, holes are formed so that the bolts 27 can pass therethrough. The number of bolts 27 corresponding to the number of screw holes 942 provided in the seating surface 941, that is, six, is prepared. Similarly, six holes such as the seal members 22, 23 are formed.
[0040]
As shown in FIG. 2, the hydrogen gas removing device 20 is closely attached to the seating surface 941 of the condenser 9 by screwing the bolt 27 into the screw hole 942, and the amount of protrusion from the condenser 9 to the outer surface is small and mounted compactly. Is done. The hydrogen gas generated in the condenser 9 is discharged out of the apparatus through the mesh of the seal member, and the inside of the condenser 9 is maintained at a predetermined vacuum level by the airtight action of the seal members 22 and 23.
[0041]
FIG. 4 is a front view of the outer seal member. A central region S1 (indicated by a mesh pattern) of the seal member 22 is a mesh region, and the mesh region S1 is provided with many small holes having a diameter of 0.5 mm, for example. Then, six bolt holes 271 are provided in an airtight region (smooth surface region having a function of maintaining airtightness) on the outer periphery of the mesh region S1.
[0042]
FIG. 5 is a front view of the inner seal member, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view at the AA position. The central region S <b> 2 of the seal member 23 is a mesh region like the seal member 22, but the mesh region S <b> 2 is composed of a small mesh region divided by the rib region 232. The seal member 23 receives a force that is bent toward the condenser 9 due to the negative pressure in the condenser 9. Therefore, in order to suppress bending due to this force, a rib region 232 having no small holes is provided to maintain the strength. Therefore, no rib is provided on the outer sealing member 22 that is less affected by negative pressure. Six bolt holes 272 are provided in the airtight region on the outer periphery of the mesh region S2.
[0043]
The level difference D of the level difference portion 231 of the seal member 23 is set to the same level (for example, 0.2 mm) as the plate thickness t of the seal member 23, and the length I of the gradient surface is set to 1.5 mm, for example. The sealing members 22 and 23 are preferably provided with a coating on the whole, but at least the central regions of the sealing members 22 and 23, that is, the portions excluding the mesh regions S1 and S2, are preferable. For example, in the seal member 23, tin plating is applied to the range P including the step portion 231 (see FIG. 6). Since the outer seal member 22 and the inner seal member 23 have simple shapes, they can be easily processed by pressing or etching.
[0044]
FIG. 7 is a plan view of the fixing member. The fixing member 24 is a simple annular plate, and six holes 273 corresponding to the screw holes 942 are provided.
[0045]
With the above configuration, the refrigerant vapor in the absorption refrigeration apparatus tends to be opened through the open window 94 of the condenser 9, but only hydrogen gas is obtained by the action of the hydrogen permeable filter 20 that seals the open window 94. Is selectively permeated and discharged to the outside of the condenser 9. That is, the refrigerant vapor passes through the mesh region S <b> 2 of the inner seal member 23, and only hydrogen gas passes through the hydrogen permeable thin film 21. The hydrogen gas passes through the mesh region S1 of the outer seal member 22, and further passes between the heater 25 and the outer seal member 22, and is discharged to the outside.
[0046]
Since the heater 25 is in contact with the outer seal member 22, the heat of the heater 25 is easily transmitted to the hydrogen permeable thin film 21 through the outer seal member 22. Therefore, heat efficiency is good and heat is propagated through the wide surface of the panel-like heater 25, so that the hydrogen permeable thin film 21 can be heated uniformly.
[0047]
In the present embodiment, the hydrogen gas selective permeation device has been described as a hydrogen gas removal device that selectively permeates hydrogen gas from the refrigerant vapor in the absorption refrigeration apparatus and releases the hydrogen gas to the outside. However, the present invention is not limited to such an application range, and can be widely applied to a process apparatus that selectively extracts hydrogen gas from a space where a gas containing hydrogen gas is generated or a space where the gas is sealed. .
[0048]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the inventions of claims 1 to 4, the hydrogen gas in the sealed space is efficiently used by using a thin film of palladium or palladium alloy capable of enhancing the hydrogen permeability. In addition, the expensive palladium material can be greatly reduced. In particular, since the sealing member is a thin film, thinned, and simple in shape, variations in sealing performance can be suppressed. In addition, since the sealing member has a simple shape that is easy to manufacture, it can be easily pressed and etched, and the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, according to the invention of claim 2, the bead-shaped sealing member can avoid a localized stress concentration on the thin film and can extend the life, and against a predetermined pressure difference between the sealed space and the outside. The mesh density can be adjusted.
[0049]
According to the invention of claim 3, the sealing performance between the sealed space and the outside can be further enhanced. According to the invention of claim 4, since the thin film that allows hydrogen gas to permeate can be efficiently and uniformly heated, the hydrogen permeation ability can be enhanced.
[0050]
Furthermore, according to the invention of claim 5 and claim 6, since the hydrogen gas generated in the absorption refrigeration apparatus can be efficiently discharged, the increase in the hydrogen gas is prevented and the pressure in the absorption refrigeration apparatus is reduced. Can be maintained at a predetermined degree of vacuum. In particular, according to the sixth aspect of the present invention, the hydrogen gas can be efficiently removed by the condenser in which the hydrogen gas is likely to stay because it is the final point where the refrigerant vapor is condensed and liquefied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded view of a hydrogen gas removing device.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a condenser assembled with a hydrogen gas removing device.
FIG. 3 is a perspective view of a condenser to which a hydrogen gas removing device is attached.
FIG. 4 is a front view of an outer seal member.
FIG. 5 is a front view of an inner seal member.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA of the inner seal member.
FIG. 7 is a front view of a fixing member.
FIG. 8 is a system diagram showing a configuration of an absorption air conditioner including a hydrogen gas removing device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Evaporator, 2 ... Absorber, 3 ... Regenerator, 9 ... Condenser, 14 ... Sensible heat exchanger, 15 ... Indoor unit, 19 ... Fan, 20 ... Hydrogen gas removal apparatus, 21 ... Hydrogen permeable thin film, 22 ... outer seal member, 23 ... inner seal member, 24 ... fixing member, 25 ... heater, 26 ... leaf spring, 27 ... bolt, 94 ... open window

Claims

In the selective permeation device for hydrogen gas, which allows hydrogen gas to permeate out of the fluid in the sealed space and discharges it from the space,
A hydrogen permeable filter comprising a thin film of palladium or a palladium alloy and a pair of sealing members disposed on both sides of the thin film;
The seal member is plate-shaped, and includes a mesh formed in a central region facing the hydrogen permeation filter and an airtight region formed in a peripheral edge of the mesh,
The hydrogen permeation filter is disposed in close contact with the airtight region outside the sealed space so as to cover an open window provided in the space and a peripheral region of the open window. Selective permeation device.

The airtight region of the seal member has a step with respect to the central region ,
An annular fixing member adapted to the shape of the peripheral region including the step of the seal member;
2. The hydrogen gas selective permeation apparatus according to claim 1, further comprising a clamping means for clamping and fixing the hydrogen permeation filter to the outside of the member defining the space through the fixing member.

3. The hydrogen gas selective permeation apparatus according to claim 1, wherein the sealing member is a stainless steel thin plate, and a coating for sealing is applied to a peripheral region including at least the step.

A panel-like heater means disposed in contact with an outer seal member of the pair of seal members;
3. The hydrogen gas selective permeation apparatus according to claim 2 , wherein the heater means is fixed to a member that defines the space by the fastening means together with the fixing member.

An evaporator in which the space contains a refrigerant;
An absorber that absorbs the refrigerant vapor generated in the evaporator with an absorbent solution;
A regenerator for extracting refrigerant vapor by heating the absorbent solution to recover the absorbent concentration of the absorbent solution;
A condenser that condenses the refrigerant vapor extracted by the regenerator and supplies it to the evaporator;
It is a member internal space in the absorption refrigeration apparatus including a pipeline connecting these,
The selective opening device for hydrogen gas according to any one of claims 1 to 4, wherein the open window is an open portion of refrigerant vapor.

6. The selective permeation device for hydrogen gas according to claim 5, wherein the open window is formed in the condenser.