CN114076659A - 判定装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种能够利用简单配置判定气体生成的原因的判定装置。该判定装置包括：压力计，其检测气体储存室中的压力，该气体储存室储存在吸收式冷冻机的吸收器中产生的不可冷凝气体；以及氢传感器，其检测从气体储存室排出的氢的量。此外，判定单元基于氢传感器的检测结果和压力计的检测结果来判定储存在气体储存室中的不可冷凝气体的产生原因。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于判定在吸收式冷冻机中产生的气体的产生原因的判定装置。
背景技术
在吸收式冷冻机内产生的氢被收集在气体储存室中，并通过气体抽取装置排放到外部，该气体抽取装置包括由钯或钯合金制成的钯管或钯槽等。钯具有当被加热并保持在约300℃以上时仅允许氢通过其中的特性。使用钯的这种特性，气体抽取装置能够选择性地仅排放氢。
专利文献1描述了当由于系统中的腐蚀而产生氢气并且氢气从钯槽中排出时，氢气检测器检测到氢气的产生，并且检测到溶液中添加的腐蚀抑制剂被消耗。
引用列表
专利文献
专利文献1：JPH7-332813A
发明内容
技术问题
在吸收式冷冻机中，由于冷冻机中的腐蚀而产生氢气，而当存在从冷冻机外部的漏入时，外部空气进入冷冻机内部。因此，除氢之外的气体也可能储存在气体储存室中。气体储存室安装有压力计，当储存气体的量增大时，压力计产生警报。通过发出警报而被通知的服务工程师等使用真空泵通过与上述气体抽取装置分开设置的气体抽取阀排出气体储存室中的气体。
此时，根据排出的气体是氢还是外部空气(大气空气)，将采取的后续措施不同。如果是氢，则填充腐蚀抑制剂，而如果是外部空气，则识别泄漏位置。因此，常规地，排出的气体被燃烧以判定其是否是氢。在该方法中，除非使用真空泵排出气体储存室中的气体，否则不能识别所储存的气体，并且不能推测冷冻机中的压力上升的原因。此外，由于即使在相对少量的情况下也发生氢燃烧，所以难以正确地推测冷冻机中的压力上升的原因。
鉴于此，本发明的目的是提供一种能够利用简单的配置判定气体产生的原因的判定装置。
问题的解决方案
为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种判定装置，该判定装置包括：压力检测单元，该压力检测单元被配置为检测储存部中的压力，该储存部储存从吸收式冷冻机的内部排出的气体；氢检测单元，该氢检测单元被配置为检测从储存部排出的氢的量；以及判定单元，该判定单元被配置为基于氢检测单元的检测结果和压力检测单元的检测结果来判定气体的生成原因。
发明的有益效果
如上所述，根据本发明，可以基于从储存部排出的氢的量和储存部中的压力来判定储存在储存部中的气体的产生原因。因此，能够在使用真空泵排放储存部中的气体之前，识别储存在储存部中的气体，因此能够正确地推测冷冻机中的压力上升的原因，并且能够防止过度的腐蚀抑制剂的填充。因此，能够利用简单的配置来判定气体产生的原因，而不需要燃烧排出的气体。
附图说明
图1是示出包括根据本发明的一个实施例的判定装置的吸收式冷冻机的一部分的示意性配置图；
图2是图1中所示的气体抽取装置的示意性配置图；
图3是示出用于判定储存在气体储存室中的气体是否源自冷冻机中的氢产生的阈值的曲线图；
图4是示出图1所示的判定单元中的警报操作的流程图；以及
图5是示出图1所示的判定单元中的判定操作的流程图。
参考标记列表
1 气体储存室(储存器)
2 气体抽取装置
3 压力计(压力检测单元)
4 判定单元
21 钯管
22 加热器(加热单元)
24 氢传感器(氢检测单元)
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的一个实施例。图1是示出包括根据本发明的一个实施例的判定装置的吸收式冷冻机的一部分的示意性配置图。如图1所示，判定装置10包括气体储存室1、气体抽取装置2、压力计3和判定单元4。
如已知的，在吸收式冷冻机中，诸如再生器、冷凝器、蒸发器和吸收器这样的装置经由管道依次连接以循环诸如水这样的制冷剂，使得制冷剂被诸如溴化锂水溶液这样的吸收液吸收并从其释放，从而执行热传递以产生用于冷却操作的冷热(cold heat)并产生用于加热操作的热热(hot heat)。
在吸收式冷冻机中，进入冷冻机的极少量氧气在相应装置的管道和内表面上引起腐蚀，并且这种腐蚀导致在冷冻机中产生氢气。此外，尽管吸收式冷冻机整体为高真空系统并且通过焊接等设置有高气密性，但是不可能避免大气成分(外部空气)通过针孔和/或连接部进入，因此例如氮气和氧气这样的大气成分将随着时间流逝而增加。
当诸如上述氢气和从冷冻机外部进入的大气成分(外部空气)这样的不可冷凝气体的浓度增大时，制冷剂的蒸发被抑制并且制冷容量降低。因此，使用公知的方法(例如喷射器型方法)将诸如氢气的不可冷凝气体输送到气体储存室1中。气体储存室1以如上所述的方式储存被输送的不可冷凝气体。使用气体抽取装置2或真空泵等将储存的不可冷凝气体排放到冷冻机的外部。
如上所述，气体抽取装置2将储存在气体储存室1中的氢气排放到冷冻机的外部。如图2所示，气体抽取装置2包括钯管21、加热器22、导管23和氢传感器24。
钯管21由钯或钯合金形成，并且形成为在其两端包括孔21a、21b的管状形状(直管)。钯管21设置为贯穿气体储存室1的端部1a。钯管21设置为使得其长度方向沿着垂直方向布置。换句话说，钯管21设置为使得孔21a定位在上侧并且孔21b定位在下侧。此外，钯管21布置为使得外部空气从下孔21b引入钯管21内。因此，钯管21还用作将外部空气引导到导管23的通风管。
作为加热单元的加热器22设置在钯管21的附近并且设置在气体储存室1的端部1a处。加热器22将钯管21加热至约300℃的温度，在该温度下，钯管21表现出允许氢通过其中的特性。
导管23设置在钯管21的上孔21a侧上。导管23形成为有底的管，其一端部开口，另一端部包括底部23a。导管23安装到气体储存室1，使得底部23a定位在上方，因此其开口端部覆盖钯管21的上孔21a，因此从钯管21的上孔21a排出的气体被引导到导管23中。此外，导管23包括形成在底部23a侧上的用于排出的间隙23b，使得引导到导管23中的气体从间隙23b排出。
作为氢检测单元的氢传感器24安装在导管23中的底部23a处。也就是说，氢传感器24设置在钯管21的孔21a侧上。氢传感器24是如下的传感器：从该传感器输出的信号强度根据在导管23中的气体(即，由外部空气和氢组成的混合气体)中包含的氢的量(浓度)而变化。氢传感器24可以是已知类型的传感器，例如热丝半导体型传感器。
在气体抽取装置2中，钯管21由加热器22加热，从而气体储存室1中的氢穿透钯管21的外周并进入钯管21。而且，当钯管21被加热器22加热时，在钯管21中产生上升气流。因此，已经进入钯管21的氢与已经通过钯管21的下孔21b进入的外部空气一起被引导到导管23中。然后，引导到导管23中的氢从间隙23b排放到外部。此外，引导到导管23的加热气体引起导管23内的对流，从而防止氢传感器24周围的停滞。也就是说，在加热气体之中，未从间隙23b排出的气体在氢传感器24附近冷却，因此其向下向钯管21的孔21a侧移动。向下移动的气体由加热的钯管21再次加热并向上移动。因此，在导管23内部发生对流。
从钯管21排出的氢的量通过气体储存室1中的氢分压判定，因此从气体抽取装置2排出的氢随着储存在气体储存室1中的氢的增加而增加。导管23中的氢的量由氢传感器24检测，并且输出与氢的量相对应的信号强度。也就是说，氢传感器24检测从气体储存室1排出的气体中包含的氢的量。
作为压力检测单元的压力计3测量(检测)气体储存室1中的压力。压力计3可以是已知的压力计，并且不限于特定的装置。
判定单元4由微型计算机等构成，包括：中央处理单元(CPU)，其被配置为根据预定程序执行各种处理和控制等；ROM，其是只读储存器，在该只读储存器中储存供由CPU执行的处理使用的程序等；以及RAM，其是读写储存器，在该读写储存器中储存各种数据，并且该RAM包括CPU的处理操作所需的区域。判定单元4被配置为基于压力计3的检测结果发出警报，并且基于压力计3的检测结果和氢传感器24的检测结果判定不可冷凝气体储存在气体储存室1中的原因。
图1中所示的参考标记5指示真空阀。真空阀5设置在气体储存室1与真空泵(未示出)之间，该真空泵排出气体储存室1中的不可冷凝气体，并且该真空阀5被配置为打开和关闭气体储存室1与真空泵之间的管道通道。
图3示出了示出用于判定储存在气体储存室中的气体是否源自冷冻机中的氢气产生的阈值的曲线图。基于图3，根据气体储存室中的压力定义氢传感器的信号强度的阈值。穿过钯管21的氢的量由冷冻机中的氢分压的函数表示。在图3中，如果氢传感器24的信号强度在区域I中(即，高于函数A)，则可以说气体储存室1中的不可冷凝气体的压力上升的主要原因是氢的产生，并且如果氢传感器24的信号强度在区域II中(即，低于函数A)，则可以说气体储存室1中的不可冷凝气体的压力上升的主要原因是外部空气的漏入。
因此，通过使用图3所示的函数A定义与压力计3的压力值相对应的信号强度(氢气量)的阈值，并且通过基于该阈值判定当发出警报时或在维护操作期间或在监测期间的氢传感器24的信号强度，能够判定气体储存室1中的压力上升的主要原因是氢的产生还是外部空气的漏入。
在气体储存室1中的压力上升的主要原因是氢的产生的情况下，可以说在冷冻机中发生腐蚀，如上所述，并且因此能够判定，作为在气体储存室1中储存的气体的产生原因，在冷冻机中产生气体。另一方面，在气体储存室1中的压力上升的主要原因是外部空气的漏入的情况下，如上所述，可以说外部空气已经漏入到冷冻机中，并且因此能够判定作为气体储存室1中储存的气体的产生原因，气体已经从冷冻机的外部漏入。
在气体储存室1中的压力上升的主要原因是氢的产生的情况下，假设冷冻机中的腐蚀正在进行，因此执行填充腐蚀抑制剂的维护操作。另一方面，在气体储存室1中的压力上升的主要原因是外部空气的漏入的情况下，假设漏入正发生在冷冻机中，因此执行识别泄漏位置的维护操作。
接下来，将参考图4和图5的流程图来描述判定单元4的操作。图4示出了警报操作的流程图。首先，获取压力计3的检测结果(步骤S11)。接下来，基于在步骤S11中获取的压力计3的检测结果，判定是否需要发出警报(步骤S12)。也就是说，判定气体储存室1中的压力值是否等于或大于预定值，并且是否需要使用真空泵等快速排放不可冷凝气体。如果不需要发出警报(步骤S12中否)，则过程返回到步骤S11。另一方面，如果需要发出警报(步骤S12中是)，则发出警报以促使服务工程师等采取措施(步骤S13)。
接下来，图5示出了判定操作的流程图。首先，从氢传感器24获取信号强度(步骤S21)。然后，从压力计3获取检测结果(步骤S22)。一旦从压力计3获取了检测结果，就能够使用图3中所示的函数A来获得信号强度的阈值。步骤S21和步骤S22可以以相反的顺序执行，或者可以同时且并行地执行。
接下来，判定从氢传感器24获取的信号强度是否等于或大于阈值(步骤S23)。该阈值是由图3中所示的函数A定义的值。
如果信号强度等于或大于阈值(步骤S23中是)，则判定气体储存室1中的压力上升的主要原因是氢的产生，并且在冷冻机中产生不可冷凝气体(步骤S24)。另一方面，如果信号强度小于阈值(步骤S23中否)，则判定气体储存室1中的压力上升的主要原因是外部空气的漏入，并且不可冷凝的气体已经从冷冻机的外部漏入(步骤S25)。
当判定单元4由PC等构成时，判定结果可以显示在包括在PC中的监视器屏幕等上。此外，可以将判定结果从判定单元4无线地或经由通信线传输到另一PC的终端设备。替代地，判定结果可以作为日志储存在储存设备(未示出)中。服务工程师等将基于判定结果采取措施。
即，根据图5的流程图，判定单元4获得基于氢传感器24的信号强度和由压力计3检测到的压力值的函数A所定义的阈值。于是，如果由氢传感器24检测到的氢的量等于或大于阈值，则判定单元4判定在冷冻机中产生不可冷凝气体，并且如果由氢传感器24检测到的氢的量小于阈值，则判定不可冷凝气体已经从冷冻机的外部漏入。
根据该实施例，判定装置10包括压力计3和氢传感器24，压力计3被配置为检测气体储存室1中的压力，该气体储存室1储存在吸收式冷冻机的吸收器中产生的不可冷凝气体，氢传感器24被配置为检测从气体储存室1排出的氢的量。另外，判定单元4基于氢传感器24的检测结果和压力计3的检测结果判定储存在气体储存室1中的不可冷凝气体的产生的原因。
利用如上所述配置的判定装置10，能够基于从气体储存室1排出的氢气的浓度和气体储存室1中的压力，来判定在冷冻机内部还是在冷冻机外部产生不可冷凝气体。因此，能够利用简单的配置定量地判定产生不可冷凝气体的原因，而不需要燃烧不可冷凝气体。因此，能够容易地对在随后的维护操作中应当做什么做出决定。此外，能够在使用真空泵排出气体之前识别储存在气体储存室1中的气体，因此能够正确地推测冷冻机中的压力上升的原因，从而防止过度的腐蚀抑制剂填充。
此外，判定单元4获得基于由压力计3检测到的压力值和信号强度的函数A所定义的阈值。然后，如果由氢传感器24检测到的氢的量等于或大于阈值，则判定单元4判定在冷冻机中产生不可冷凝气体，并且如果由氢传感器24检测到的氢的量小于阈值，则判定不可冷凝气体已经从冷冻机的外部漏入。
在判定单元4如上所述操作的情况下，基于如图3所示的函数A的阈值能够用于判定气体储存室1中的压力上升的主要原因是氢的产生还是外部空气的漏入。此外，能够在警报的发出同时判定导致压力上升的不可冷凝气体的产生原因，因此清楚当需要警报时做什么，从而促进维护操作。
此外，当氢气的产生为主导时，能够判定由于冷冻机中的腐蚀而已经产生氢，并且当外部空气的漏入为主导时，能够判定外部空气已经从冷冻机的外部漏入。
此外，由于氢传感器24设置于气体抽取装置2，该气体抽取装置2包括穿透气体储存室1的钯管21和用于加热钯管21的加热器22，所以用于排出氢的气体抽取装置2可以用于检测氢的量。
此外，由于钯管在钯管的长度方向上的两端上包括孔，并且长度方向沿着垂直方向布置，所以通过加热钯管21而产生的上行气流能够将氢引导到导管23。因此，不需要用于控制鼓风机风扇等的气流的部件等，从而使得能够以简单的结构排放氢气并降低成本。
此外，由于氢传感器24设置在钯管的上孔侧，所以能够有效地检测通过上升气流引导到导管23的氢。此外，借助于这种结构，在导管23中发生引导到导管23的加热气体的对流，从而防止气体在氢传感器24周围停滞。
本发明不限于上述实施例。也就是说，在不脱离本发明的主旨的情况下，本领域技术人员可以根据常规已知的知识进行各种修改和实施。这些修改的版本当然在本发明的范围内，只要它们包括本发明的判定装置的配置。
Claims (6)
1.一种判定装置，包括：
压力检测单元，该压力检测单元被配置为检测储存部中的压力，所述储存部储存从吸收式冷冻机的内部排出的气体；
氢检测单元，该氢检测单元被配置为检测从所述储存部排出的氢的量；以及
判定单元，该判定单元被配置为基于所述氢检测单元的检测结果和所述压力检测单元的检测结果来判定所述气体的产生原因。
2.根据权利要求1所述的判定装置，其中，
所述判定单元包括基于由所述压力检测单元检测到的压力值而定义的所述氢的量的阈值，并且
所述判定单元被配置为：
当由所述氢检测单元检测到的所述氢的量等于或大于所述阈值时，所述判定单元判定所述气体在所述吸收式冷冻机的内部产生；并且
当由所述氢检测单元检测到的所述氢的量小于所述阈值时，所述判定单元判定所述气体从所述吸收式冷冻机的外部漏入。
3.根据权利要求2所述的判定装置，其中，
所述阈值由基于所述压力值和所述氢的量的函数定义。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的判定装置，其中，
所述氢检测单元设置于气体抽取装置，所述气体抽取装置包括贯穿所述储存部的钯管和加热所述钯管的加热单元。
5.根据权利要求4所述的判定装置，其中，
所述钯管具有布置在所述钯管的长度方向的两端处的孔，并且所述钯管布置为使得所述长度方向沿垂直方向布置。
6.根据权利要求5所述的判定装置，其中，
所述氢检测单元设置在所述钯管的上孔侧。
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Patent Citations (5)
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