JP2009056394A - 除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラム - Google Patents

除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】安価であるとともに、ドレン水の排出異常を正確に検出できる除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムを提供する。
【解決手段】
冷媒を圧縮する圧縮機11と冷媒の蒸発で冷却される蒸発器17とを備えた冷凍サイクル18の蒸発器17の周囲を通流させて圧縮空気を冷却して、圧縮空気中の水分を結露させてドレン水として排出する圧縮空気除湿装置1であって、ドレン水を排出するドレン排出電磁弁24の下流のドレン排出流路に配設された温度を検知するドレン流路温度センサ26と、ドレン排出電磁弁24を開閉制御すると共に、冷凍サイクル18が所定条件で運転しているときにドレン排出電磁弁24を開から閉に閉制御した時および閉制御してから第1の所定時間経過した時にドレン流路温度センサ26によって検知された各々の温度の温度差に基づいてドレン排出異常判定処理を行う制御部4とを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、溜まったドレン水を電磁弁の開閉で排出する除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムに関する。
工場や研究所などでは圧縮空気を動力源とする機器が設置されている。これらの機器と空気を圧縮する空気圧縮機(エアーコンプレッサ)との間には、圧縮空気の水分を除去する除湿装置が設けられ、乾燥した圧縮空気が供給されている。
除湿装置では、空気中の水分を分離することでドレン水が発生する。冷凍サイクルによる冷却式の除湿装置では、熱交換器内で圧縮空気を冷却することで水分が結露して分離される。分離されたドレン水は、熱交換器内のドレン受けに一時的に溜められる。ドレン水は、例えば一定時間経過した時や一定量溜まった時に外部に排出される。
ドレン水の排出は、ドレン受けとドレン排出流路との間に、ドレン排出用の電磁弁(ドレン排出電磁弁)を配して一時的に開いて圧縮空気と共にドレン水を排出したり、一定量のドレン水が溜まると自動的にドレン水が排出される機構のドレントラップを配して排出したりすることで行われている。
ドレン排出電磁弁やドレントラップの故障あるいはドレン水の凍結により、ドレン水が排出されなくなると、除湿性能の低下によって圧縮空気を動力源とする機器を損傷させる原因となる。
ドレン水の排出の確認は、ドレン排出電磁弁の作動音の有無や、目視によるドレン水の排出の有無によって行っていたが、作業員が常時確認を行うことは難しい。
そのため、一対の電極をドレン受け上部に配置して、ドレン水の水位が上昇して電極に達したときに排出異常とすることが行われていた。
また、他の異常検出装置として、特許文献1には、ドレントラップのドレン水の排出流路に一対の電極を設け、ドレントラップから自動的に排出されるドレン水を検知して、ドレン水の排出されている時間(期間)や排出時間間隔が設定した範囲から外れる場合にドレントラップが異常であると判定するドレントラップの異常検出装置が示されている。
特開2003−343794号公報
従来のドレン排出異常の検出装置には、高価な電極を配置していることにより、装置の価格が高額になるという問題がある。また、特許文献1の検知された排出時間や排出間隔に基づいて異常を判定している装置では、圧縮空気の流量が少ない或いは無い場合や乾燥している場合などのようにドレン水がほとんど発生しない状況では、ドレン水の排出に異常が生じていなくても、ドレン水が排出されないために異常と誤判定してしまうという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、安価であるとともに、ドレン水の排出異常を正確に検出できる除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムを提供することを目的とする。
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項1に記載された除湿装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と冷媒の蒸発で冷却される蒸発器とを備えた冷凍サイクルの該蒸発器の周囲を通流させて気体を冷却して、該気体中の水分を結露させてドレン水として排出する除湿装置であって、ドレン水を排出するドレン排出電磁弁の下流のドレン排出流路に配設された温度を検知するドレン流路温度センサと、該ドレン排出電磁弁を開閉制御すると共に、該冷凍サイクルが所定条件で運転しているときに該ドレン排出電磁弁を開から閉に閉制御した時および該閉制御してから第1の所定時間経過した時に該ドレン流路温度センサによって検知された各々の温度の温度差に基づいてドレン排出異常判定処理を行う制御部とを備えたことを特徴とする。
請求項2に記載された除湿装置は、請求項1に記載されたものであって、前記制御部は、前記ドレン排出電磁弁を前記閉制御するたびに連続して所定回数繰り返し前記温度差が所定温度差よりも小さいときに異常と判定する前記ドレン排出異常判定処理を行うことを特徴とする。
請求項3に記載された除湿装置は、請求項1に記載されたものであって、前記圧縮機の冷媒の吸入側から吐出側までをバイパスするバイパス路と、前記制御部の制御によって該バイパス路を開閉するバイパス電磁弁と、前記蒸発器から流れ出る冷媒の温度を検知する冷媒吸入温度センサとを備え、前記制御部は、該冷媒吸入温度センサの検知温度に基づいて該バイパス電磁弁を閉制御しているときに前記所定条件とすることを特徴とする。
請求項4に記載された除湿装置は、請求項3に記載されたものであって、前記制御部は、前記圧縮機を作動させているときで前記バイパス電磁弁を継続して第2の所定時間以上閉制御しているときに前記所定条件とすることを特徴とする。
請求項5に記載された除湿装置は、請求項1に記載されたものであって、前記圧縮機から吐出された冷媒の温度を検知する冷媒吐出温度センサを備え、前記制御部は、該冷媒吐出温度センサの検知温度が所定温度よりも高温のときに前記所定条件とすることを特徴とする。
請求項6に記載されたドレン排出異常の検出プログラムは、冷媒を圧縮する圧縮機と冷媒の蒸発で冷却される蒸発器とを備えた冷凍サイクルの該蒸発器の周囲を通流させて気体を冷却して、該気体中の水分を結露させてドレン水として排出して除湿する除湿装置を制御する中央処理装置におけるドレン排出異常の検出プログラムであって、該冷凍サイクルを所定条件で運転制御しているときに、該ドレン排出電磁弁を開から閉に閉制御した時および該閉制御してから第1の所定時間経過した時に、ドレン水を排出するドレン排出電磁弁の下流のドレン排出流路に配設されたドレン流路温度センサによって検知される温度を検知し、検知された各々の温度の温度差に基づいてドレン排出異常判定処理を行うことを特徴とする。
請求項7に記載されたドレン排出異常の検出プログラムは、請求項6に記載されたものであって、前記ドレン排出電磁弁を前記閉制御するたびに連続して所定回数繰り返し前記温度差が所定温度差よりも小さいときに異常と判定する前記ドレン排出異常判定処理を行うことを特徴とする。
請求項8に記載されたドレン排出異常の検出プログラムは、請求項6に記載されたものであって、前記除湿装置が前記圧縮機の冷媒の吸入側から吐出側までをバイパスするバイパス路と、該バイパス路を開閉するバイパス電磁弁とを備え、前記所定条件は、前記圧縮機に吸入する冷媒の温度に基づいて該バイパス電磁弁を閉制御しているときとすることを特徴とする。
請求項9に記載されたドレン排出異常の検出プログラムは、請求項8に記載されたものであって、前記所定条件は、前記圧縮機を作動制御しているときに前記バイパス電磁弁を継続して第2の所定時間以上閉制御しているときとすることを特徴とする。
請求項10に記載されたドレン排出異常の検出プログラムは、請求項6に記載されたものであって、前記所定条件は、前記圧縮機から吐出された冷媒の温度が所定温度よりも高温のときとすることを特徴とする。
請求項1および6記載の除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、冷凍サイクルが所定条件で運転しているときにドレン排出異常判定処理を行う。このため、冷凍サイクルの運転状況がドレン水が発生する所定条件である場合にのみドレン排出異常判定処理を行い、気体の流量が少ない或いは無い場合や乾燥している場合などのようにドレン水がほとんど発生しない運転状況ではドレン排出異常判定処理を行わないことにより、ドレン水が発生せずに排出されないことによる誤判定を防止でき、ドレン水の排出異常を正確に検出することができる。また、ドレン水を排出するドレン排出電磁弁下流のドレン排出流路の温度をドレン排出電磁弁を開から閉に閉制御した時および閉制御してから第1の所定時間経過した時に測定し、測定された各々の温度の温度差に基づいてドレン排出異常判定処理を行うことにより、ドレン水の排出の有無による温度差を安定して測定することができるため、ドレン水の排出異常を正確に検出することができる。さらに、電極に比較して安価な温度センサで温度を検知できるため、安価な装置を提供することができる。
請求項2および7記載の除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、ドレン排出電磁弁を開閉制御するたびに連続して所定回数繰り返し温度差が所定温度差よりも小さいときに異常と判定する。ドレン水が正常に排出されていなければ、温度差は連続して所定温度差よりも小さくなるため、ドレン水の有無を正確に判定することができる。
請求項3および8記載の除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、圧縮機に吸入する冷媒の温度に基づいて圧縮機の吸入側から吐出側にバイパスするバイパス路を開閉するバイパス電磁弁を閉じているときにドレン排出異常判定処理を行う。圧縮機に吸入する冷媒の温度は、除湿する気体の流量が少ない或いは無い場合や乾燥している場合などのようにドレン水がほとんど発生しないときには、温度が低くなるため冷凍サイクルの負荷を判定できる。このため、冷凍サイクルの負荷が軽負荷、或いは無負荷のときにはドレン水の凍結を防止するためにバイパス電磁弁を開く。したがって、バイパス電磁弁を開いているときにはドレン水はほとんど発生しない。バイパス電磁弁が閉じている通常負荷のときにドレン水が多く発生する。このため、ドレン水が発生する条件を的確に判別することができて、誤判定を防止することができる。
請求項4および9記載の除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、圧縮機が作動しているときにバイパス電磁弁が継続して所定時間以上閉じているときドレン排出異常判定処理を行う。ドレン水は、気体の除湿を開始しても直ぐには発生しない。このため、所定時間が経過してドレン水が発生する状況になった後にドレン排出異常を検出することで、誤判定を一層防止することができる。
請求項5および10記載の除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、圧縮機から吐出された冷媒の温度が所定温度よりも高温のときにドレン排出異常判定処理を行う。圧縮機から吐出された冷媒の温度は、除湿する気体の流量が多い場合や湿っている場合などのようにドレン水が多量に発生するときには、圧縮機の回転数が上がって冷媒吐出温度が所定温度よりも高くなる。したがって、ドレン水が発生する条件を的確に判別することができて、誤判定を防止することができる。
発明を実施するための好ましい形態
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
図1に本発明を適用する除湿装置の一実施形態である圧縮空気除湿装置のブロック図が示されている。圧縮空気除湿装置1は、同図に示すように、冷凍サイクル部2、警告部3、および制御部4を備える。
冷凍サイクル部2には、インバータ式の冷媒を圧縮する圧縮機11、凝縮器12、インバータ式の凝縮器ファン13、冷媒ストレーナ14、電子膨張弁15、キャピラリチューブ16、蒸発器17が配置された熱交換器18、およびホットガス回路19が備えられている。配管接続された圧縮機11、凝縮器12、冷媒ストレーナ14、電子膨張弁15、キャピラリチューブ16、蒸発器17を冷媒が通過して、圧縮機11に循環することで、蒸発器17が冷却される。
熱交換器18には、湿った圧縮空気を導入する導入口21、乾燥した圧縮空気を排出する排出口22、ドレン受け23、ドレン排出電磁弁24、チーズ25、ドレン流路温度センサ26、およびボールバルブ27,28が備えられている。ドレン受け23は、熱交換器18の底部に配され、ドレン水を一時的に貯留する。また、ドレン受け23は、二つに分岐する分岐管を介してボールバルブ27およびボールバルブ28の各々の一端に配管接続されている。ボールバルブ27,28は、手動で開閉する弁であって、ボールバルブ27の他端には配管29を介してドレン排出電磁弁24の入力部が接続されている。
ドレン排出電磁弁24の出力部には、汎用品として販売されているチーズ25の母管の一端が接続されている。チーズ25の他端には、ドレン排出管30が接続されている。チーズ25の分岐管にはドレン流路温度センサ26が備えられている。
ボールバルブ28の他端には、ドレン排出管31が接続されている。なお、ボールバルブ27,28は、ドレン排出電磁弁24が故障したときなどに、ドレン受け23からドレン水を強制的に排出するときに操作される。
ホットガス回路19は、圧縮機11の冷媒吐出側(出力側)から冷媒吸入側(入力側)に冷媒をバイパスさせる回路であって、本発明に係るバイパス路に相当し、制御部4の制御で開閉するバイパス電磁弁59の付されたキャピラリチューブ58が圧縮機11の出力側と入力側に配管接続されて構成されている。
このホットガス回路19は、熱交換器18を流れる圧縮空気の流量が僅かなときや乾燥しているときのように冷凍サイクル部2の負荷がほとんど無いとき(軽負荷のとき)、または圧縮空気が流れていないとき(無負荷のとき)に、熱交換器18内の結露水の凍結を防止する。具体的には、軽負荷(無負荷)と制御部4が判別したときに、制御部4はバイパス電磁弁59を開制御する。バイパス電磁弁59が開くことで、圧縮機11で圧縮された高温高圧の冷媒がホットガス回路19を通ってバイパスされて冷媒の温度、圧力が上昇し、熱交換器18の凍結が防止される。制御部4は、通常負荷(軽負荷、無負荷でないとき)と判別しているときには、バイパス電磁弁59を閉制御する。
冷凍サイクル部2には、センサとして、圧縮機11が吐出する冷媒の温度を検知する冷媒吐出温度センサ53、および圧縮機11が吸入する、ホットガス回路19に至る前の冷媒の温度を検知する冷媒吸入温度センサ57が備えられ制御部4に接続されている。また、冷凍サイクル部2には、他にもセンサとして、周囲温度を検知する周囲温度センサ51、凝縮器12を通った冷媒の温度を検知する冷媒凝縮温度センサ52、蒸発器17に入る冷媒の温度を検知する蒸発器冷媒温度センサ54、および熱交換器18内の除湿された圧縮空気の露点温度を検知する露点温度センサ55が備えられ、これらの各センサも図示しないが制御部4に接続されている。また、熱交換器18内には、圧縮空気の圧力を測定する空気圧力計56が備えられている。
警告部3には、警告の内容を表示する表示回路35および警告音を報音する報音回路36が備えられている。
制御部4は、冷凍サイクル部2の各部の温度を検知して、この検知結果に基づいて各部の動作を制御して圧縮空気除湿装置1を作動させる。制御部4には、中央処理装置61、中央処理装置61の動作プログラムが保存されたROM62(Read Only Memory)、動作状態などが保存されるRAM63(Random Access Memory)などが備えられている。中央処理装置61は、ROM62に保存された後述するドレン排出電磁弁作動処理、およびドレン排出異常検出処理を含む動作プログラムにしたがって動作して、圧縮空気除湿装置1全体を制御する。なお、制御部4には、中央処理装置61と、各センサ26、51〜55、57、電磁弁24、59、警告部3などとをインターフェイスする入出力回路(非図示)が備えられている。
制御部4は、ドレン排出電磁弁24に接続されて後述するドレン排出電磁弁作動処理にしたがってドレン排出電磁弁24の開閉制御を行う。また、制御部4には、ドレン流路温度センサ26が接続されてドレン排出流路(チーズ25内)の温度を検知する。また、制御部4は、バイパス電磁弁59に接続されてバイパス電磁弁59の開閉制御を行う。
制御部4は、冷凍サイクル部2の各部に配されたセンサ51〜55,57の出力に基づいて、エアーコンプレッサから圧送される圧縮空気の量、乾燥状態(露点温度)冷凍サイクル部2の負荷状況を検知するとともに、圧縮空気が適正な露点温度の乾燥空気に除湿されるように、冷媒の温度・圧力が適正な動作範囲になるように圧縮機11や凝縮器ファン13をインバータ制御する。具体的には、制御部4は、圧縮空気の流量が少ないときのように負荷が小さいときには冷媒吸入温度センサ57の検知温度が低くなることから、負荷に合わせて圧縮機11の回転数が低くなるようにインバータ制御し、負荷が高いときには、冷媒吸入温度センサ57の検知温度が高くなることから、負荷に合わせて回転数が高くなるようにインバータ制御する。例えばこの圧縮空気除湿装置1では、通常の除湿動作時(ドレン水が多く発生する状態時)には冷媒吸入温度センサ57の検知温度は60℃以上になる。また、制御部4は、冷媒凝縮温度センサ52の検知温度が低いときには、凝縮器ファン13の回転数は低くなるようにインバータ制御し、負荷が高いときには、回転数が高くなるようにインバータ制御する。
制御部4は、冷媒吸入温度センサ57によって検知された冷媒の温度が予め設定されているホットガス回路作動温度(一例として3℃)以下であれば、軽負荷または無負荷と判別し、バイパス電磁弁59を開制御してホットガス回路19を作動させる。制御部4は、冷媒吸入温度センサ57によって検知された冷媒の温度が予め設定されているホットガス回路停止温度(一例として7℃)を越えていれば、バイパス電磁弁59を閉制御してホットガス回路19を停止させる。このように、バイパス電磁弁59の作動開始温度と停止温度にはヒステリシス幅が設けられている。制御部4は、ホットガス回路19を作動させている状態のときを軽負荷(無負荷)の状態とし、ホットガス回路19を作動させていない状態のときを通常負荷とする。
また、制御部4は、後述するドレン排出異常検出処理にしたがってドレン排出異常を検出する。
また、制御部4は、警告部3の表示回路35および報音回路36に接続されている。
図2はドレン流路温度センサ26を示す構成図である。ドレン流路温度センサ26は、温度検知部26a、基台部26b、およびケーブル26cを備えている。温度検知部26aは、防水構造のカバーで覆われ、その先端部の内部にサーミスタ(非図示)が内蔵されている。このサーミスタは、ケーブル26cに接続されている。基台部26bは、温度検知部26aに防水構造に固定されている。
図3はドレン排出電磁弁およびドレン流路温度センサを示す機構図である。
ドレン排出電磁弁24の入力部には、配管29が固定部材29aを用いて接続されている。ドレン排出電磁弁24の出力部には、チーズ25の母管25aの一端が直接ねじ込まれて接続されている。チーズ25の母管25aの他端には、固定部材30aが締め込まれてドレン排出管30が接続されている。このチーズ25の母管25aおよびドレン排出管30が本発明に係るドレン排出流路に相当し、これらを通ってドレン水が排出される。ドレン排出電磁弁24は、ケーブル47で制御部4に接続されている。
ドレン流路温度センサ26は、同図に示すように、その温度検知部26aの先端部が、チーズ25の枝管25bの入口に母管25aの内壁面の面とほぼ同一の位置に配置されている。このため、排出されるドレン水や圧縮空気の圧力を直接受けないため疲労破壊を防止できる。この位置に温度検知部26aの先端部が配置されるように、枝管25bにブッシング42、バレルニップル43、およびソケット44を接続して長さを調整し、ソケット44にドレン流路ドレン流路温度センサ26の基台部26bがねじ込まれて固定されている。ソケット44にねじ込まれた基台部26bによって枝管25bで分岐した管路は閉塞されている。
次に、圧縮空気除湿装置1の動作について図1を参照して説明する。ボールバルブ27は開に固定され、ボールバルブ28は閉に固定されている。
圧縮空気除湿装置1は、運転開始時に制御部4の中央処理装置61がROM62から動作プログラムを読み込んで作動を開始する。圧縮空気除湿装置1は、制御部4(中央処理装置61)の制御によって冷凍サイクル部2の圧縮機11や凝縮器ファン13が作動を開始して、蒸発器17が冷却される。なお、冷凍サイクルによる蒸発器17の冷却については従来技術であるので詳細な説明を省略する。図外のエアーコンプレッサによって空気の圧送が開始されると、圧縮空気が熱交換器18の導入口21から導入される。この圧縮空気は、蒸発器17の周囲を通流して冷却されて、圧縮空気中の水分が結露することで水分が除去される。乾燥した圧縮空気は、熱交換器18の排出口22から排出される。結露した結露水は、蒸発器17や熱交換器18の内面を伝ってドレン受け23に溜まる。
図4にドレン排出電磁弁作動処理が示されている。
制御部4の中央処理装置61は、冷凍サイクル部2の運転を開始させると共にドレン排出電磁弁作動処理101を開始する。制御部4は、ドレン排出電磁弁24を開制御し(ステップ102)、開制御から予め設定された開時間(一例として0.5秒)待機した後に(ステップ103)、ドレン排出電磁弁24を閉制御する(ステップ104)。ドレン排出電磁弁24が開いているときにドレン水が排出される。制御部4は、閉制御した時、直ちにドレン流路温度センサ26によって検知されたドレン排出流路の温度をRAMに保存する(ステップ105)。次に、制御部4は、閉制御から予め設定された閉時間(一例として45秒)待機した後に(ステップ106)、ステップ102に戻る。制御部4は、ステップ102からステップ106の処理を繰り返す。制御部4は、2回目以降のドレン排出流路の温度のRAMへの保存(ステップ105)では前回保存した温度を上書きする。
図5にドレン排出異常検出処理が示されている。
制御部4の中央処理装置61は、冷凍サイクル部2の運転を開始させると共にドレン排出異常検出処理110を開始する。制御部4は、圧縮機11が運転中か否か判別し(ステップ111)、運転中であれば、通常負荷か否か判別する(ステップ112)。制御部4は、通常負荷であれば、通常負荷の状態がすでに所定時間(本発明に係る第2の所定時間、一例として5分)以上継続状態にあるか否か判別する(ステップ113)。制御部4は、すでに5分以上通常負荷の状態が継続しているのであれば、冷媒吐出温度センサ53の検知温度が所定温度(本発明に係る所定温度、一例として60℃)よりも高温か否かを判別する(ステップ114)。なお、制御部4が、ステップ112で通常負荷と判別したときが、本発明の請求項1、3、6および8に係る所定条件に相当する。また、制御部4が、ステップ111〜113の条件を満たしているときが、本発明の請求項1、4、6および9に係る所定条件に相当する。また、制御部4が、ステップ114の条件を満たしているときが、本発明の請求項1、5、6および10に係る所定条件に相当する。
これらのステップ111からステップ114までの条件を満たすときには、ドレン水が多く発生する条件である。制御部4は、ステップ114で冷媒吐出温度センサ53の検知温度が60℃よりも高温であるときに、以下のステップ116からステップ120までの本発明に係るドレン排出異常判定処理を行う。なお、図5に示されたドレン排出異常検出処理110にドレン排出異常判定処理が含まれて示されている。
制御部4は、ドレン排出処理101におけるステップ104のドレン排出電磁弁24を閉制御したときから所定時間(本発明に係る第1の所定時間、一例として10秒)待機(ステップ115)する。次に、制御部4は、10秒経過後のドレン流路温度センサ26の検知温度を入力し、この検知温度とドレン排出処理101におけるステップ105で保存された閉制御時の検知温度との温度差を算出して、この温度差が所定温度差(本発明に係る所定温度差、一例として0.8℃)よりも小さいか否か判別する(ステップ116)。制御部4は、温度差が0.8℃よりも小さいときに初期値が0のカウンタXに1を加算する(ステップ117)。次に、制御部4は、カウンタXの値が5と等しいか否か判別する(ステップ118)。最初に加算されたとき、カウンタXの値は1であるので5と等しくない。制御部4は、カウンタXの値が5と等しくないときには、ステップ111に戻る。
ステップ111に戻った制御部4は、ステップ111からステップ114の条件を判別し、各々の条件をすべて満たしたときに、ドレン排出電磁弁24の閉制御から10秒待機する(ステップ115)。このとき、ドレン排出処理101のステップ105でドレン排出電磁弁24閉時のドレン流路温度センサ26の検知温度がRAMに更新されている。制御部4は、10秒経過後のドレン流路温度センサ26の検知温度とステップ105で保存された検知温度との温度差を算出して、この温度差が0.8℃よりも小さいとき(ステップ116)にカウンタXに1を加算する(ステップ117)。このときカウンタXの値は1に1が加算されて2になり5と等しくない(ステップ118)ため、ステップ111に戻る。
制御部4は、ステップ111からステップ118までを連続して5回繰り返したときステップ118でカウンタXの値が5と等しくなる。このとき、制御部4は、ドレン排出異常と判定する(ステップ119)。つまり、制御部4は、ドレン排出電磁弁24を開閉制御するたびに連続して5回繰り返し温度差が0.8℃よりも小さいときに異常と判定する。
なお、制御部4は、ステップ111からステップ114までの各々で条件を満たさないときには、ドレン水がほとんど発生しない条件であるので、カウンタXを0にクリアする(ステップ120)。また、制御部4は、ステップ116の条件を満たさないときには、ドレン水が正常に排出されていることによってドレン流路温度センサ26にドレン水が掛かり、ドレン排出流路の検知温度が変化している(この圧縮空気除湿装置1では1〜3℃下がる)ことを意味するため、カウンタXを0にクリアする(ステップ120)。
次に、圧縮空気除湿装置1の作動をタイムチャート図を用いて説明する。
図6には、ドレン水の排出が正常な場合におけるドレン排出電磁弁24、ドレン水量ドレン排出流路温度、およびカウンタXのタイムチャート図が示されている。なお、発明の説明のために、時間間隔は適宜伸張して図示されているものとする。
図6に示すように、ドレン排出電磁弁24は、周期T1(この場合45秒)で期間T2(この場合0.5秒)だけ制御部4から開制御されることで開き、期間T2以外では閉制御されることで閉じる。
期間A中の時間T5mは、冷凍サイクル部2が運転を開始し、圧縮機11が作動し、通常負荷の運転を開始されてから所定時間(この場合、5分)が経過した時を示す。この5分の間、圧縮機11は連続して作動していると共に、連続して通常負荷であり、冷媒吐出温度はすでに60℃を超えた状態であるものとする。また、ドレン排出電磁弁24は、圧縮冷凍サイクル部2の作動開始から周期T1ごとに期間T2だけ開に繰り返して制御されている。
時間T5mまでドレン水の排出は行っているが、ドレン排出異常検知処理110のステップ113の条件を満たさないためステップ114を実行しない。これは、圧縮機11が作動を開始して通常負荷になっても直ぐには熱交換器18内が冷却されずにドレン水が発生しないため、ドレン水が排出されないことによる誤判定を防止するためである。
時間T5m経過した後にドレン排出異常検知処理110のステップ114が開始される。
期間Aの初めにドレン排出電磁弁24が開閉制御され、期間Aの前の期間(図示せず)に溜まったドレン水が排出されてドレン水量は0になる。ドレン水量は、期間Aの間に増加して、時間Ta1にドレン水量Waだけ溜まる。ドレン排出電磁弁24が、時間Ta1に開制御されて開き、期間T2だけ開いて、時間Ta2に閉制御されて閉じられる。この期間T2の間にドレン水が排出され、ドレン水量が0になる。制御部4は、この閉制御した時間Ta2に、ドレン流路温度センサ26の検知温度をRAMに保存する(ステップ105)。
ドレン流路温度センサ26によって検知されるドレン排出流路の温度は、ドレン水排出開始の時間Ta1から低下して、ドレン排出の終わる時間Ta2を過ぎても、まだ低下する。これは、ドレン流路温度センサ26やチーズ25の熱抵抗によるもので、低温のドレン水が掛かっても直ぐに温度が変化しないためである。このため、制御部4は、温度変化が安定するように、閉制御した時間Ta2から所定時間(期間T3。この場合、10秒)経過した後の時間Ta3にドレン流路温度センサ26の検知温度を入力する。
時間Ta2の検知温度と時間Ta3の検知温度との温度差DtAは、ドレン水が排出されたことによって温度が低下するため、0.8℃以上になる。したがって、ドレン排出異常検出処理110のステップ116の条件を満たさず、ステップ120でカウンタXはクリアされる。
同様に、期間Bに溜まったドレン水(ドレン水量Wb)は時間Tb1から時間Tb2までに正常に排出される。この場合も、ドレン排出電磁弁24が閉制御される時間Tb2のドレン流路温度センサ26の検知温度と、時間Tb2から10秒後の時間Tb3の検知温度との温度差DtBが0.8℃以上になる。したがって、ドレン排出異常検出処理110のステップ116の条件を満たさず、ステップ120でカウンタXはクリアされる。
次に、期間Cから圧縮空気の流量がほとんど無くなった場合について説明する。圧縮空気の流量がほとんど無いため、期間Cに溜まるドレン水量Wcは、少ない量になる。時間Tc1から時間Tc2の間にドレン水が排出されるが、ドレン水量が少ないため、ドレン流路温度センサ26の検知温度は時間Tc2と、時間Tc2から10秒後の時間Tc3とであまり差が無く温度差DtCは0.8℃よりも小さくなる。この場合、ドレン排出異常検出処理110のステップ116の条件を満たし、ステップ117でカウンタXに1が加算されて1になる。
次の期間Dでも圧縮空気の流量がほとんど無いため、期間Dに溜まるドレン水量Wdは、少ない量になる。このため、時間Td1から時間Td2までドレン排出電磁弁24が開いても、ドレン水はほとんど排出されず、ドレン流路温度センサ26の検知温度はドレン排出電磁弁24閉時の時間Td2と、時間Td2から10秒後の時間Td3とであまり差が無く温度差DtDは0.8℃よりも小さくなる。この場合、ドレン排出異常検出処理110のステップ116の条件を満たし、ステップ117でカウンタXに1が加算されて2になる。
このとき、圧縮空気の流量がほとんど無いため、冷凍サイクル部2の負荷が軽くなり、インバータ式の圧縮機11の回転数が低く制御されることからから吐出される冷媒吐出温度が低下する。したがって、圧縮空気の流量がほとんど無くなってから排出回数が5回未満の例えば、期間E中の時間T60に冷媒吐出温度センサ53の検知温度が60℃以下になる。このため、ドレン排出異常検知処理110のステップ114の条件を満たさないためカウンタXがクリアされる(ステップ120)。このステップ114による冷媒吐出温度センサ53の検知温度が60℃を超えるか否かの判定(ステップ114)が無い場合には、このまま圧縮空気の流量がほとんど無い状態で5回ドレン排出が行われると、温度差DtE、温度差DtF、温度差DtGが0.8℃よりも小さいことから、カウンタXの値が5になってドレン排出異常と判定されてしまう。したがって、冷媒吐出温度が60℃を超えていることを判別することでドレン排出異常の誤判定を防止することができる。なお、圧縮空気の流量が増加して、再度冷媒吐出温度が60℃を超えたときには、超えた時の次のドレン排出電磁弁24の閉時からドレン排出異常検知処理110のステップ115が実行される。
さらに、期間Eから期間Jまで圧縮空気の流量がほとんど無い状態が継続すると、例えば期間G中の時間Twで、冷媒吸入温度センサ57によって検知された冷媒温度が3℃以下になる。このとき、制御部4は、無負荷であると判別し、凍結防止のためにホットガス回路19のバイパス電磁弁59を開に制御する。このバイパス電磁弁59を開く条件のときには、制御部4は、ドレン排出異常検知処理110のステップ112の条件を満たさない(通常負荷ではない)と判定し、カウンタXをクリアする(ステップ120)。したがって通常負荷でないことを判別することで、ドレン排出異常の誤判定を防止することができる。期間H〜期間Jまで圧縮空気の流量がほとんど無いため、無負荷運転が継続するため、ドレン排出異常検知処理110のステップ112の条件を満たさず、カウンタXは0にクリアされ続ける。なお、再度通常負荷に戻ったときには、戻ったときから5分以上継続したときにステップ113を満足し、ステップ114を実行する。
なお、冷媒吐出温度は、冷凍サイクル部2の負荷に比較的敏感に反応して温度が変化し、冷媒吸入温度は、冷媒吐出温度に比較してゆっくり温度が変化する。このため、冷媒吐出温度および冷媒吸入温度の双方でドレン水の発生する条件を判定することで、ドレン排出異常の誤判定を正確に防止することができる。
図7には、ドレン水の排出が正常から異常になった場合におけるドレン排出電磁弁24、ドレン水量、ドレン排出流路温度、およびカウンタXのタイムチャート図が示されている。なお、発明の説明のために、時間間隔は適宜伸張して図示されているものとする。図7において図6と同様の処理を行うものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
ドレン排出電磁弁24は、時間Tb3までは正常に作動していたが、期間M中の時間Tbrkで故障して閉じたままになった場合について説明する。なお、時間Tbrkに熱交換器18内でドレン水が凍結して排出されなくなった場合についても同様である。
時間Tm1にドレン排出電磁弁24は制御部4から開制御されるが、故障しているため開かず、ドレン水の排出が正常に行われない。したがって、ドレン排出電磁弁24が閉制御された時間Tm2のドレン流路温度センサ26の検知温度と時間Tm2から10秒経過後の時間Tm3の検知温度との温度差DtMは0.8℃よりも小さくなる。このため、ドレン排出異常検知処理110のステップ116の条件を満たし、ステップ117で初期値0のカウンタXに1が加算されてカウンタXの値は1になる。
同様に、時間Tn1においても、ドレン排出電磁弁24は開かないため、ドレン水は正常に排出されず、ドレン水量は増加する。時間Tn2のドレン流路温度センサ26の検知温度と、時間Tn2から10秒後の時間Tn3の検知温度との温度差DtNもドレン水が排出されないことから0.8℃よりも小さくなる。このため、ドレン排出異常検知処理110のステップ117で値1のカウンタXに1が加算されてカウンタXの値は2になる。
同様に、時間To1、時間Tp1、および時間Tq1でもドレン排出電磁弁24は開かない。このため、ドレン排出電磁弁24を閉制御した時間To2、時間Tp2、および時間Tq2の各々のドレン流路温度センサ26の検知温度と、各々に対応する10秒経過後の時間To3、間Tp3、および時間Tq3の各々の検知温度との温度差DtO、温度差DtP、および温度差DtQは、0.8℃よりも小さくなる。このため、時間To3におけるドレン排出異常検知処理110のステップ117でカウンタXの値は1が加算されて3になり、時間Tp3におけるステップ117でカウンタXの値は1が加算されて4になり、時間Tq3におけるステップ117でカウンタXの値は1が加算されて5になる。
これにより、時間Tq3におけるステップ118でカウンタXの値が5と等しいと判別され、ステップ119でドレン排出異常と判定される。
制御部4は、ステップ119でドレン排出異常の判定をしたときに、冷凍サイクル部2の作動を即座に停止させる。これと同時に、制御部4は、警告部3の表示回路35にドレン排出異常の文字を表示させるとともに、報音回路36から大音量の警告音を出力させる。作業員は、この表示や音により、ドレン排出異常が発生したことを直ちに知ることができる。
ドレン排出異常を知った作業員は、圧縮空気を動力源とする機器の使用を直ちに中止させて損傷を防止する。
作業員は、ボールバルブ27を閉じてドレン排出電磁弁24側にドレン水が溜まらないようにするとともに、ボールバルブ28を開いて、ドレン受け23に溜まったドレン水を手動で排出させる。ドレン排出電磁弁24が故障している場合には修理する。ドレン水が凍結したために排出異常になった場合には、ドレン排出異常が検出されて冷凍サイクル部2が即座に停止したことによってドレン水の凍結の進行が防止される。このため、凍結が早くに溶けて、速やかに圧縮空気除湿装置1(特に冷凍サイクル部2)の運転を再開することができる。
このように、圧縮空気除湿装置1およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、冷凍サイクル2の運転状況がドレン水が発生する所定条件を満たしているときにドレン排出異常検知処理110のステップ116からステップ120までのドレン排出異常判定処理を行う。このため、冷凍サイクル部2の運転状況がドレン水の発生する条件である場合にのみドレン排出異常判定処理を行い、圧縮空気の流量が少ない或いは無い場合や乾燥している場合などのようにドレン水がほとんど発生しない運転状況ではドレン排出異常判定処理を行わないことにより、ドレン水が発生せずに排出されないことによる誤判定を防止でき、ドレン水の排出異常を正確に検出することができる。また、ドレン水を排出するドレン排出電磁弁24下流のドレン排出流路の温度をドレン排出電磁弁24を開から閉に閉制御した時および閉制御してから第1の所定時間(10秒)経過した時に測定し、測定された各々の温度の温度差に基づいてドレン排出異常判定処理を行うことにより、ドレン水の排出の有無による温度差を安定して測定することができるため、ドレン水の排出異常を正確に検出することができる。さらに、電極に比較して安価なドレン流路温度センサ26で温度を検知できるため、安価な圧縮空気除湿装置1を提供することができる。
また、この圧縮空気除湿装置1およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、ドレン排出電磁弁を開閉制御するたびに連続して所定回数(5回)繰り返し温度差が所定温度差(0.8℃)よりも小さいときに異常と判定する。ドレン水が正常に排出されていなければ、温度差は連続して0.8℃よりも小さくなるため、ドレン水の有無を正確に判定することができる。
また、この圧縮空気除湿装置1およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、圧縮機11に吸入する冷媒吸入温度に基づいて、圧縮機11の吸入側から吐出側にバイパスするホットガス回路19を開閉するバイパス電磁弁59を閉じているときにドレン排出異常判定処理を行う。圧縮機11に吸入する冷媒の温度は、除湿する圧縮空気の流量が少ない或いは無い場合や乾燥している場合などのようにドレン水がほとんど発生しないときには、冷媒吸入温度が低くなるため冷凍サイクル部2の負荷を判定できる。このため、冷凍サイクル部2の負荷が軽負荷、或いは無負荷のときにはドレン水の凍結を防止するためにバイパス電磁弁59を開く。したがって、バイパス電磁弁59を開いているときにはドレン水はほとんど発生しない。バイパス電磁弁59が閉じている通常負荷のときにドレン水が多く発生する。このため、ドレン水が発生する条件を的確に判別することができて、誤判定を防止することができる。
また、この圧縮空気除湿装置1およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、圧縮機11の作動しているときにバイパス電磁弁59が継続して第2の所定時間(5分)以上閉じているときドレン排出異常判定処理を行う。ドレン水は、圧縮空気の除湿を開始しても直ぐには発生しない。このため、ドレン水が発生する状況になる第2の所定時間が経過した後にドレン排出異常を検出することで、誤判定を一層防止することができる。
さらに、この圧縮空気除湿装置1およびドレン排出異常の検出プログラムによれば、圧縮機11から吐出された冷媒の温度が所定温度(60℃)よりも高温のときにドレン排出異常判定処理を行う。圧縮機11から吐出された冷媒の温度は、除湿する圧縮空気の流量が多い場合や湿っている場合などのようにドレン水が多量に発生するときには、インバータ制御によって圧縮機11の回転数が上がることで、冷媒吐出温度が60℃よりも高くなる。したがって、ドレン水が発生する条件を的確に判別することができて、誤判定を防止することができる。
なお、本発明を適用する除湿装置およびドレン排出異常の検出プログラムを圧縮空気除湿装置1に適用した例について説明したが、これに限定されず、エアコンディショナや空気除湿器などに適用することもできる。
また、ドレン排出電磁弁24を閉制御したときの検知温度と、閉制御してから10秒(本発明に係る第1の所定時間)後の検知温度との温度差に基づいてドレン排出異常検知処理110を実行した例について説明したが、これに限定されず、安定して温度を検知することができる時間に合わせて第1の所定時間を適宜変更することができる。また、温度差が開閉制御するたびに5回(本発明に係る所定回数)連続して所定温度よりも小さいときにドレン排出異常と判定した例について説明したが、誤判定を防止できる回数であれば適宜変更することができる。さらに、温度差を0.8℃(本発明に係る所定温度差)とした例について説明したが、ドレン排出の有無を検出できる温度であれば適宜変更することができる。
また、バイパス電磁弁59が閉じている状態、つまり通常負荷が継続している状態が連続して5分(本発明に係る第2の所定時間)にした場合について記載したがこれに限定されず、ドレン水が発生する通常負荷の時間に合わせて適宜変更することができる。
本発明を適用する圧縮空気除湿装置を示すブロック図である。 本発明を適用する圧縮空気除湿装置に配するドレン流路温度センサを示す機構図である。 本発明を適用する圧縮空気除湿装置のドレン排出電磁弁およびドレン流路温度センサを示す機構図である。 本発明を適用する圧縮空気除湿装置のドレン排出電磁弁作動処理を示すフローチャート図である。 本発明を適用するドレン排出異常判定処理を示すフローチャート図である。 本発明を適用するドレン排出異常判定処理の動作を示すタイムチャート図である。 本発明を適用するドレン排出異常判定処理の動作を示すタイムチャート図である。
符号の説明
1は圧縮空気除湿装置、2は冷凍サイクル部、3は警告部、4は制御部、11は圧縮機、12は凝縮器、13は凝縮器ファン、14は冷媒ストレーナ、15は電子膨張弁、16,58はキャピラリチューブ、17は蒸発器、18は熱交換器、19はホットガス回路、21は導入口、22は排出口、23はドレン受け、24はドレン排出電磁弁、25はチーズ、25aは母管、25bは枝管、26はドレン流路温度センサ、26aは温度検知部、26bは基台部、26c,47はケーブル、27,28はボールバルブ、29は配管、29a,30aは固定部材、30,31はドレン排出管、35は表示回路、36は報音回路、42はブッシング、43はバレルニップル、44はソケット、51は周囲温度センサ、52は冷媒凝縮温度センサ、53は冷媒吐出温度センサ、54は蒸発器冷媒温度センサ、55は露点温度センサ、56は空気圧力計、57は冷媒吸入温度センサ、59はバイパス電磁弁、61は中央処理装置、62はROM、62はRAM、101はドレン排出処理、110はドレン排出異常検知処理、A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,M,N,O,P,Q,Rは期間、Wa,Wb,Wc、Wdはドレン水量、DtA,DtB,DtC,DtD,DtE,DtF,DtG,DtM、DtN、DtO,DtP,DtQは温度差,T1は周期、T2,T3は期間、Ta1〜Ta3,Tb1〜Tb3,Tc1〜Tc3,Td1〜Td3,Te1〜Te3,Tf1〜Tf3,Tg1〜Tg3,Th1〜Th3,Ti1〜Ti3,Tj1〜Tj3,Tm1〜Tm3,Tn1〜Tn3,To1〜To3,Tp1〜Tp3,Tq1〜Tq3,T5m,T60,Tbrk,Twは時間、Xはカウンタである。

Claims (10)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機と冷媒の蒸発で冷却される蒸発器とを備えた冷凍サイクルの該蒸発器の周囲を通流させて気体を冷却して、該気体中の水分を結露させてドレン水として排出する除湿装置であって、ドレン水を排出するドレン排出電磁弁の下流のドレン排出流路に配設された温度を検知するドレン流路温度センサと、該ドレン排出電磁弁を開閉制御すると共に、該冷凍サイクルが所定条件で運転しているときに該ドレン排出電磁弁を開から閉に閉制御した時および該閉制御してから第1の所定時間経過した時に該ドレン流路温度センサによって検知された各々の温度の温度差に基づいてドレン排出異常判定処理を行う制御部とを備えたことを特徴とする除湿装置。
  2. 前記制御部は、前記ドレン排出電磁弁を前記閉制御するたびに連続して所定回数繰り返し前記温度差が所定温度差よりも小さいときに異常と判定する前記ドレン排出異常判定処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の除湿装置。
  3. 前記圧縮機の冷媒の吸入側から吐出側までをバイパスするバイパス路と、前記制御部の制御によって該バイパス路を開閉するバイパス電磁弁と、前記蒸発器から流れ出る冷媒の温度を検知する冷媒吸入温度センサとを備え、前記制御部は、該冷媒吸入温度センサの検知温度に基づいて該バイパス電磁弁を閉制御しているときに前記所定条件とすることを特徴とする請求項1に記載の除湿装置。
  4. 前記制御部は、前記圧縮機を作動させているときで前記バイパス電磁弁を継続して第2の所定時間以上閉制御しているときに前記所定条件とすることを特徴とする請求項3に記載の除湿装置。
  5. 前記圧縮機から吐出された冷媒の温度を検知する冷媒吐出温度センサを備え、前記制御部は、該冷媒吐出温度センサの検知温度が所定温度よりも高温のときに前記所定条件とすることを特徴とする請求項1に記載の除湿装置。
  6. 冷媒を圧縮する圧縮機と冷媒の蒸発で冷却される蒸発器とを備えた冷凍サイクルの該蒸発器の周囲を通流させて気体を冷却して、該気体中の水分を結露させてドレン水として排出して除湿する除湿装置を制御する中央処理装置におけるドレン排出異常の検出プログラムであって、該冷凍サイクルを所定条件で運転制御しているときに、該ドレン排出電磁弁を開から閉に閉制御した時および該閉制御してから第1の所定時間経過した時に、ドレン水を排出するドレン排出電磁弁の下流のドレン排出流路に配設されたドレン流路温度センサによって検知される温度を検知し、検知された各々の温度の温度差に基づいてドレン排出異常判定処理を行うことを特徴とするドレン排出異常の検出プログラム。
  7. 前記ドレン排出電磁弁を前記閉制御するたびに連続して所定回数繰り返し前記温度差が所定温度差よりも小さいときに異常と判定する前記ドレン排出異常判定処理を行うことを特徴とする請求項6に記載のドレン排出異常の検出プログラム。
  8. 前記除湿装置が前記圧縮機の冷媒の吸入側から吐出側までをバイパスするバイパス路と、該バイパス路を開閉するバイパス電磁弁とを備え、前記所定条件は、前記圧縮機に吸入する冷媒の温度に基づいて該バイパス電磁弁を閉制御しているときとすることを特徴とする請求項6に記載のドレン排出異常の検出プログラム。
  9. 前記所定条件は、前記圧縮機を作動制御しているときに前記バイパス電磁弁を継続して第2の所定時間以上閉制御しているときとすることを特徴とする請求項8に記載のドレン排出異常の検出プログラム。
  10. 前記所定条件は、前記圧縮機から吐出された冷媒の温度が所定温度よりも高温のときとすることを特徴とする請求項6に記載のドレン排出異常の検出プログラム。
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