JP2023085219A - 可燃性冷媒を用いた実験用機器の動作方法及び実験用機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】安全性に富んだ、可燃性冷媒を用いた実験用機器の動作方法を提供する。【解決手段】実験用機器(1)の内部領域(3)を、換気する工程であって、換気が正常に行われたか否かを、所定の第1基準に基づいて検証する工程。第1期間に渡って換気が達成された場合に、制御を第2制御装置(ST2)に移行させる工程。第2制御装置(ST2)によって正常に制御されているか否かを、所定の第2基準を用いて検証する工程。第2制御装置(ST2)によって正常に制御されたときに、実験用機器(1)の少なくとも一つの追加装置(5、7)に電力が供給されるように電源を起動する工程。【選択図】図1

Description

本発明は、実験室等において用いられ、可燃性冷媒を用いた実験用機器の一つ(以下、単に、実験用機器と称する場合がある。)の動作方法、及び、そのような動作方法の対象となる実験用機器に関する。
可燃性冷媒を用いて冷却機能を発揮する、実験用機器としての冷却型実験用機器は、様々な安全要件を満たす必要がある。
そこで、例えば、DIN EN 61010-2-011(IEC61010-2-011規格と称する場合がある。)は、電気計測器、制御機器、実験用機器に対する安全要求事項を規定している。
特に、これらの安全要求事項は、冷却装置の構成と構造が、ユーザ、傍観者、訓練を受けたサービス要員、周辺地域、更に冷却システムから発生する可能性のある特定の危険に対して適切な保護を提供することを保証することを意図している。
又、DIN EN 378では、冷却システムのライフサイクルが考慮されており、特に、システム/機器の安全性だけでなく、例えば、システムの設置場所、冷媒の限界値、冷凍室内の人の保護等についても考慮されている。
かかる規格は、特に、ISO817規格で定義されている冷媒の燃焼性クラス1(炎が広がらない)、2L(穏やかに燃えやすい)、2(燃えやすい)、3(非常に燃えやすい)を扱っている。
冷媒の例としては、例えば、プロパン、(イソ)ブタン(燃焼性クラス3)、R152a(燃焼性クラス2)、R1234yf(燃焼性クラス2L)、R410A、R22(燃焼性クラス1)等がある。
なお、本明細書においては、可燃性と燃焼性とを同義に用いている。
又、高燃焼性炭化水素、特に、プロパンや(イソ)ブタンは、好ましい環境特性を持っている。
例えば、これらの冷媒のオゾン層破壊係数(以下、ODP)の値は、いずれもゼロであり、地球温暖化係数(以下、Grobal Warming Potential、GWP)又はCO換算値は、わずか3であり、これらの冷媒は、環境負荷が小さいと言える。
又、現在使用されている冷却型実験用機器では、環境負荷の少ない冷媒を用いることが望まれている。
一方、プロパンや(イソ)ブタン等の冷媒を用いる場合、安全対策が必要である。
特に、機械内部は安全な空間が必要である。
具体的には、例えば、漏えい、損傷、故障の際に、可燃性冷媒が容器や配管から漏れた場合であっても、安全な空間を確保しなければならない。
本発明の目的は、可燃性冷媒を用いた冷却用の実験用機器の動作安全性を向上させるという技術的課題を解決することである。
更に、本発明の別の目的は、実験用機器における、フェールセーフで信頼性の高いファンの制御を実現し、当該ファンの不具合につき、特に早期かつ確実に検出するという技術的課題を解決することである。
本発明によれば、特に、電源を入れた後に、ハードウェアベースの制御装置である第1制御装置を用いて制御されたファンによって、実験用機器の内部領域を最初に換気(曝気)することを特徴としている。
そして、このような換気は、特に、決められた非常に短い時間継続して実行されることが好ましい。
すなわち、本発明は、ファンにおける最初のテスト動作、例えば、ファンの正常な機能を検証することができる動作、及び/又は、最初の安全動作、例えば、ファンによって冷媒を内部から除去する動作を実行することができる。
又、第1制御装置、及び/又は、ファンは、実験用機器における他の構成要素又は装置の電源(以下、他の電源と称する場合がある。)とは別の独立した電源(以下、本発明の電源と称する場合がある。)を有していることが好ましい。
そして、他の電源から独立して起動ができる電源を有していることがより好ましく、及び/又は、別々に構成された電源を有することが更に好ましい。
従って、本発明の電源としては、例えば、追加のケーブルハーネスを有することが好ましい。
本発明によれば、第1制御装置を備えており、それは、非常に簡易な構造を有することが好ましい。
ここで、第1制御装置に関する「ハードウェアベース」とは、特に、全ての制御コマンドが、例えば、電気機器又は電子部品を用いて、第1制御装置のハードウェア側で予め指定され、定義され、及び/又は、実装されていることを意味する。
そして、第1制御装置に関する「ハードウェアベース」という表現は、特に、代替的又は付加的に、第1制御装置の機能が、離散的に構築された回路によって、実質的に実現されることを意味する。
すなわち、第1制御装置の機能が、標準的な構成要素、特に、これらは、標準的な電気機器又は電子部品等によって実現されることを実質的に意味する。
従って、第1制御装置は、特に、データインタフェース、及び/又は、データメモリを有しない制御装置とすることが好ましい。よって、第1制御装置は、例えば、ROMメモリのみで構成されていることも好ましい。
又、ここで、第1制御装置に関する「ハードウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第1制御装置が、ソフトウェア又はファームウェアを、実質的に有していないことを意味する。
そして、かかる「ハードウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第1制御装置が、ソフトウェア又はファームウェアが格納されるチップ又はメモリを、実質的に含んでいないことを意味する。
更に、かかる「ハードウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第1制御装置が、チップ上又はメモリ内に格納された制御アルゴリズム又は制御命令を、実質的に有していないことを意味する。
本発明によれば、第1制御装置は、特にオン/オフスイッチを有することが好ましい。従って、より簡単な実施態様として、実験用機器のオン/オフスイッチと連動したオン/オフスイッチを有することが好ましい。
すなわち、第1制御装置につき、実験用機器のオン/オフスイッチをオンにした場合に、ファンが内部を換気できるように、第1制御装置も自動的にオンになる構成とすることが好ましい。
又、第1制御装置は、ファンの試運転の場合や内部の冷媒を除去する場合に換気動作することが好ましい。従って、第1制御装置は、電力が供給される実験用機器における追加装置、又は追加のすべての装置のスイッチを少なくとも切ったまま換気動作できることが好ましい。
このとき、第1制御装置は、以下の少なくとも一方の判定条件を満たすまで、換気動作を行うことが好ましい。
-第1制御装置が換気動作を正常に完了したことを自動的に判定した場合。
-第1制御装置がファンの制御を第2制御装置に移行し、第1制御装置と異なる、別の制御装置として、第2制御装置によるファンの制御が達成されたことを自動的に判定した場合。
このように第1制御装置等を含む実験用機器を構成することにより、実験用機器の内部に可燃性の冷媒が存在している場合に、内部に火花が発生して、冷媒が発火する危険性を回避できるためである。
又、本発明によれば、第2制御装置は、特に、ソフトウェアベース、及び/又は、ファームウェアベースの制御装置とすることが好ましい。
具体的には、例えば、記憶されたプログラムコマンドを有するメモリ、例えば、書き換え可能なメモリチップ又はハードディスク、及び/又は、測定センサシステム、例えば、温度センサ又は冷媒の濃度測定プローブを有することが好ましい。
より具体的には、温度センサ又は速度センサの値に関連付けることのできる記録された特性曲線に基づいて、例えば、パルス幅変調によって、ファンの可変速制御ができることが好ましい。
又、第2制御装置が、ファームウェアベースである場合、プログラムコマンドは、特に、ROMメモリに格納できる構成とすることが好ましい。
そして、第2制御装置が、ソフトウェアベースである場合、プログラムコマンドは、特に、読み書き可能なメモリ、すなわち、リード-ライトメモリ等に格納されていることが好ましい。
更に、第2制御装置は、実験用機器の通常運転中もファンを制御するように構成してあることが好ましい。
なお、実験用機器の通常の駆動に関しては、本発明による動作方法に準じることが好ましい。
すなわち、第2制御装置に関する「ソフトウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第2制御装置がソフトウェアを有することを、実質的に意味する。
そして、かかる「ソフトウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第2制御装置がソフトウェアを格納するチップ又はメモリを備えることを、実質的に意味する。
更に、かかる「ソフトウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第2制御装置が、チップ上又はメモリ上、特に、リード-ライトメモリ上に格納された制御アルゴリズム、又は、制御コマンドを含むことを、実質的に意味する場合もある。
更に言えば、かかる第2制御装置に関する「ファームウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第2制御装置が、ファームウェアを有することを、実質的に意味する。
そして、かかる「ファームウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第2制御装置が、ファームウェアを格納したチップ又はメモリを備えることを、実質的に意味する場合もある。
更に言えば、かかる「ファームウェアベース」という表現は、代替的又は追加的に、第2制御装置が、チップ上又はメモリ上(特に、読み取り専用メモリ上)に格納された制御アルゴリズム、又は、制御命令を含んでいることを、実質的に意味する場合もある。
又、本発明によれば、第2制御装置は、安全に、確実に、及び/又は、正しく機能することを、承認手続き又は認証手続きによって、最初に認証を要求する構成とすることが好ましい。
但し、このような手続きは、非常に時間とコストがかかる場合があって、その後の小さな変更にも大きな労力を要する場合がある。
具体的には、例えば、その後の小さな変更であっても、別途承認手続き又は認証手続きが必要になる場合がある。
又、本発明によれば、第2制御装置は、一般に、実験用機器、特に、実験用機器のファンを稼働中に制御する装置側制御装置に接続されていることが好ましい。
すなわち、かかる第2制御装置は、このような装置側制御装置であることが好ましい。
又、かかる第2制御装置は、このような装置側制御装置の一部であることも好ましく、かかる装置側制御装置に接続されていることも好ましく、かかる装置側制御装置に、組み合わされて統合されていることも好ましい。
なお、第2制御装置は、このような制御装置のみに限定されるものではなく、追加の制御装置の構成である場合も好ましい。
本発明は、特に、可燃性冷媒を用いた実験用機器の動作方法(以下、実験用機器の操作方法、実験用機器の動作方法、実験用機器による冷却方法等と称する場合がある。)であって、以下の工程を含むことを特徴としている。
-ファンが実験用機器の内部領域を換気する工程であって、第1制御装置が、所定期間である第1期間に渡って、ファンの制御を実行する工程。
-換気が正常に行われたか否かを、所定の第1基準に基づいて、判定する工程。
-第1期間において換気が達成されたと判定した場合に、ファンの制御を第2制御装置に移行する工程。
-ファンの制御が、第2制御装置によって正常に行われているか否かを、所定の第2基準に基づいて、判定する工程。
-ファンの制御が、第2制御装置によって正常に行われたと判定した場合に、実験用機器における、少なくとも一つの追加装置の電源を起動させる工程。
又、可燃性冷媒は、特に、燃焼性クラス2L、2又は3の冷媒であることが好ましい。
具体的には、可燃性冷媒としては、例えば、プロパンやブタン、イソブタン(燃焼性クラス3)等を挙げることができる。
もちろん、かかる冷媒に限定されるものではなく、その他の冷媒、例えば、燃焼性クラス2の冷媒単体、又は、かかる燃焼性クラス2の冷媒を含む混合冷媒であることも好ましい。
又、本発明の実験用機器は、稼働中に、例えば、試料等の冷却機能を発揮する冷却装置とすることが好ましい。
すなわち、実験用機器は、冷却装置として、特に、冷媒を用いた冷却回路を有していることが好ましい。
具体的には、かかる冷却回路は、構成要素として、蒸発器、圧縮機(コンプレッサ)、凝縮器(コンデンサ)、及び/又はスロットリング要素を含んでいることが好ましい。
そして、かかる冷却回路は、構成要素として、特に、接続要素、シール、及び/又は、配管で構成されていることも好ましい。
更に、電力を供給される更なる装置としては、例えば、冷却回路の構成要素である、電動圧縮機として構成された圧縮機、又は、モータ、例えば、遠心分離機ロータのモータ等であることが好ましい。
従って、本発明の対象となる実験用機器は、例えば、実験用遠心分離機や実験用冷凍機器であることが好ましい。
なお、冷却回路は、かかる冷却装置に限定されて設けるものではなく、その他の構成の冷却装置や、その他の冷却装置の種類であることも好ましい。
又、内部領域の換気とは、特に、存在し得る可燃性冷媒が内部領域から完全に又は大部分除去されるように、内部領域における通気除去を行うことを意図している。
そして、可燃性冷媒が内部領域に存在する可能性がある場合とは、例えば、冷却回路や冷却回路の構成部品において、気体漏れが発生し、その結果、可燃性冷媒が部分的に内部領域に侵入している場合である。
又、かかる内部領域とは、例えば、ハウジング又はハウジング部品の内部領域、実験用機器のカバーの下、カバーの近傍又はカバーの内側の内部領域、若しくは内壁又は外壁からなる内部領域等を意図している。
そして、かかる内部領域は、例えば、冷却回路の少なくとも一つの構成要素又は全ての構成要素を含んでいることが好ましく、及び/又は冷却回路の少なくとも一つの構成要素又は全ての構成要素に隣接していることも好ましく、及び/又は、冷却回路の少なくとも一つの構成要素の近くに位置していることも好ましい。
すなわち、かかる内部領域は、実験用機器の他の構成要素、例えば、電子機器やモータを含んでいる領域であっても良い。
従って、かかる内部領域は、例えば、内部領域外の空間、特に、外部空間、及び/又は、環境との空気交換を確保するために、外部への少なくとも一つの開口部を有していることが好ましく、複数の開口部を有していることがより好ましい。
又、ファンとしては、特に、換気装置であることが好ましく、本発明の実験用機器は、換気装置を含む構成であることも好ましい。
具体的には、かかるファンは、例えば、軸流ファンや軸流送風機であることが好ましく、軸流ファンや軸流送風機を備えた構成であることも好ましい。
又、かかるファンに関するパルス幅変調(パルス幅変調という用語は、パルス持続時間変調という用語の同義語として理解することができる。)により、ファンの速度を変えることが可能なように、その速度を制御可能な構成とすることが特に好ましい。
そして、ファンは、例えば、外部への開口部に配置することが好ましい。
更に、ファンは、特に、実験用機器に内蔵されることが好ましい。
なお、ファンは、かかる構成に限定されるものではなく、ファンが外付けのユニットとして構成されていることも好ましい。
又、簡単な実施形態では、所定期間である第1期間に渡って、ファンを制御している状態とは、ファンのスイッチがオンになり、第1期間に渡って、スイッチが、実質的にオンの状態を維持している状態を意味する。
すなわち、例えば、ファンは、第1期間中に、所定のファン速度(ファン回転数と称する場合がある。)として、第1ファン速度に達するように、及び/又は、第1ファン速度を下回らないように、制御される構成であることが好ましい。
従って、ファンは、タコメータ信号、及び/又は、単位時間当たりの回転数を決定するための速度決定装置(ホール効果変換器等)を備えていることが好ましく、そのような速度決定装置に接続されていることも好ましい。
又、第1期間は、所定の期間とすることができ、例えば、3~20秒とすることが好ましく、5~15秒とすることがより好ましく、8~10秒とすることが特に好ましい。
そして、第1期間は、特に、使用するファンの内部容積と体積流量に合わせて決定されることが好ましい。
又、タイマからなる計時装置が、第1期間のカウント又は計測を自動的に行うことが好ましい。
具体的には、アナログ又はデジタルタイマが代替的に又は追加的に、第1期間のカウント又は測定を行うことが好ましい。
そして、第1期間のカウント又は測定は、単純な実施形態では、ファンがオン又は動作すると同時に開始されることが好ましい。
更に、第1期間のカウント又は測定は、代替的又は追加的に、特に、条件と連動させて開始されることが好ましい。
より具体的には、第1期間又は時間測定は、例えば、ファンのスイッチが入り、一定のファン速度に達した場合に、すぐに開始されることが好ましい。
又、第1制御装置は、例えば、オン/オフスイッチを有していることが好ましい。
すなわち、このオン/オフスイッチは、例えば、実験用機器の電源をオンにしたときに、動作するように構成してあることが好ましい。
そして、このオン/オフスイッチは、実験用機器のオン/オフスイッチに結合されていることが好ましく、実験用機器のオン/オフスイッチであることも好ましい。
更に、換気を行うことは、実験用機器のスイッチオン工程の一部とすることが好ましい。
又、換気は、特に、実験用機器における、追加の電動装置(若しくは実験用機器のいくつかの又はすべての追加の電動装置)のスイッチがオンの状態又は電源投入される前に実行されることが好ましい。
そして、換気は、特に、自動的に行われることが好ましい。
ここで、かかる自動的という表現は、換気を行う際に、特に、人間の介在を必要としないことを、実質的に意味する。
一方、ユーザである人間は、例えば、実験用機器のオン/オフスイッチを操作することによって、実験用機器のスイッチオン工程を、必要に応じて開始することが好ましい。
又、第1制御装置は、特に、簡易な構造であることが好ましい。
具体的には、特に、ハードウェアベースとすることが好ましい。
すなわち、第1制御装置の構成については、基本的に、上述した説明を参照することが好ましい。
そして、第1制御装置は、特に、ハードウェアに実装された簡易な制御ロジックを有することが好ましく、ファンの最大速度又は所定のファン速度である所定のファン速度で、ファンを回転動作させる構成であることが好ましい。
一方、第1制御装置は、むやみに簡易な構造に限定されるものではなく、場合によっては、より複雑な実施形態であることも好ましい。
又、第1制御装置、及び/又は、ファンは、実験用機器における、追加装置における追加の電力供給装置から分離、及び/又は、独立、及び/又は空間的に分離された電力供給装置を有するとともに、例えば、ケーブル、コネクタ、及び/又は、主電源アダプタ等の付属部品を有することが好ましい。
又、電源装置は、例えば、実験用機器上に、別個のライン、及び/又は、別個の外部接続を有していることが好ましく、実験用機器内に、別個のケーブルハーネスを介して間接的に、又は、直接的に接続を有していることも好ましい。
そして、電源装置は、追加の電源装置と独立して、電気接続可能な構成であることも好ましい。
又、本発明は、換気中の実験用機器のスイッチオン工程において、最初に第1制御装置、及び/又は、ファンのみをスイッチオンにして、実験用機器における追加の装置には、電力を供給しない状態とすることで、特に、実験用機器の内部領域で、火花が発生する危険性をより低減することができる。
すなわち、可燃性の冷媒が存在する場合、まず換気工程によって、可燃性の冷媒を除去することが好ましい。
なお、電源投入時に、スパークが発生する可能性のある機器については、可燃性の冷媒がなくなった時点で電源を投入することが好ましい。
又、所定の第1基準は、特に、検証装置を用いて検証することが好ましい。
本発明の簡単な実施形態では、検証装置は、例えば、閾値スイッチを有することが好ましい。
具体的には、このような閾値スイッチは、あるファン速度に達すると、すぐに充電される電気コンデンサ、及び/又は、代替のタイマや時間カウンタ(単に、カウンタや計測器と称する場合がある。)で構成されていることが好ましい。
より具体的には、閾値スイッチは、例えば、第1期間の経過後、電気コンデンサが所定の充電値に達した場合、すなわち、電気コンデンサが所定の電圧値に達した場合に、すぐに当該電圧値を所定の第1基準による検証が達成された信号として用いる構成であることが好ましい。
一方、ファンの回転数が一定値以下になると、電気コンデンサを再び放電する構成であることが好ましい。
この理由は、このような構成とすることで、ある期間(例えば、第1期間)において、一定のファン速度に達した場合にのみ、所定の第1基準が正常に満足されたと判定されるように、電気コンデンサの電圧値を十分な高さにすることができるためである。
そして、本発明のより複雑な実施形態では、検証装置は、例えば、代替的に又は追加的に、コンピューティングデバイス(例えば、プロセッサ。)と、それに対応するコマンド、制御規則、及び/又は、特性曲線と、によって実現される検証ロジックを含むことが好ましい。
更に、検証装置は、タイマを有していることが好ましい。
又、検証装置は、代替的又は追加的に、例えば、タコメータ信号(ファン速度信号に対応する。)のエッジ変化時に、電気コンデンサにエネルギーをロードするAC電圧増幅器を備えることが好ましい。
このとき、エッジ変化の周波数、つまりファン速度が十分に高い場合であって、例えば、所定のファン速度と同じかそれ以上のファン速度である場合には、電気コンデンサから引き出される電力よりも高い電力が、電気コンデンサに、印加されて、注入されることが好ましい。
従って、検証装置は、更に代替的又は追加的に、例えば、再トリガー状態とすることが可能な、単安定マルチバイブレータ、又は、モノフロップ等の集積回路によって構成されていることが好ましい。
又、検証装置は、更に代替的又は追加的に、例えば、換気のための最小時間(以下、第1期間と称する場合がある。)を、所定のサイクル持続時間の形で定義するカウンタを有することが好ましい。
そして、ファン速度が、所定値より低くなった場合、かかるカウンタをリセットし、再度カウンタの計数工程を開始することが好ましい。
ここで、ファンは、上述したように、タコメータ信号、及び/又は、単位時間当たりの回転数を測定するための速度測定装置を有することが好ましく、又はそのような速度測定装置に対して、接続してあることが好ましい。
具体的には、速度測定装置は、現状では公知の内容を用いることができ、例えば、ホールセンサによって速度測定を行うように設計されていることが好ましい。
すなわち、検証装置は、第1制御装置の一部であることが好ましく、第1制御装置に接続されていることも好ましい。
そして、検証装置の電源は、第1制御装置の電源に対して、電気接続されていることが好ましい。
更に、検証装置は、実験用機器における追加の装置の電力供給装置から単純分離して、及び/又は、独立して、及び/又は、配置空間が異なるように分離された電力供給装置を用いて電力供給されることが好ましい。
又、所定の第1基準としては、例えば、ファン速度に関する条件、及び/又は、所定のファン速度でファンが動作する期間に関する条件を満足することが好ましい。
より具体的には、所定の第1基準は、例えば、所定の第1ファン速度としての所定のファン速度に達していなければならず、及び/又は、それを下回ってはならない、という条件を有していることが好ましい。
そして、所定の第1ファン速度に達すること、及び/又は、所定の第1ファン速度を下回らないことという条件は、所定の第1基準によって、所定の期間としての、例えば、第1期間に渡って、満足することが好ましい。
更に、所定の期間(所定の第1期間を含む。)に渡って、所定のファン速度(所定の第1ファン速度を含む。)に到達しなければならないという条件は、所定のファン速度及び所定の期間において、内部領域に存在する可燃性冷媒を内部領域から完全に、又は、実質的に、ほぼ完全に除去できることが経験的に示されている条件とすることが好ましい。
従って、特に、所定の第1基準が満足された場合に、所定の換気が、達成されたとみなすことが好ましい。
又、第2制御装置は、上述したように、特に、ソフトウェアベース、及び/又は、ファームウェアベースの制御装置であることが好ましい。
すなわち、第2制御装置の構成については、基本的に、上述した説明を参照することが好ましい。
具体的には、例えば、ファンの要求ベースの制御を実現するように設計されていることが好ましい。
より具体的には、例えば、測定センサシステム、例えば、内部領域、及び/又は、外部領域の温度値を決定するための温度センサ、又は冷媒の濃度の測定プローブを有することが好ましい。
従って、第2制御装置は、かかる測定センサシステムに基づいて、換気要件(例えば、ソフトウェア/ファームウェア側で所定の統合規則、及び/又は、特性曲線による要件。)及び当該換気要件に対応するファン速度を決定することが好ましい。
又、ファンの制御の移行とは、例えば、ファンの電源を介して、対応するスイッチ(例えば、RSフリップフロップ。)等の移行装置によって、監視又は制御を移行することを、実質的に意味する。
すなわち、移行装置は、対応するスイッチング動作を、始動させるためのトリガースイッチ、例えば、RSフリップフロップを備えていることが好ましい。
具体的には、かかる移行装置は、例えば、換気が達成されたことを示す信号又は電圧値が、電気コンデンサに出力されたり、又は、存在したりするときに、スイッチがトリガー状態となる構成とすることが好ましい。
より具体的には、かかる移行装置は、電子コントローラ、及び/又は、演算装置、例えば、プロセッサ、及び/又は、リレーを含んでいることが好ましい。
又、かかる移行装置は、特に、所定の第1基準が、正常に満足された場合に、移行を実行することが好ましい。
一方、仮に所定の第1基準が正常に満足されなかったり、換気が正常に行われなかったりした場合、結果として、移行が実行されない場合もある。
このとき、例えば、所定のスイッチオフ基準に基づいて、例えば、所定の期間後に、所定の第1基準が達成されていない場合、実験用機器の動作を終了させるか、又は待機させることが好ましい。
すなわち、実験用機器は、所定の換気が正常に行われなかった場合、自動的にスイッチが切れるか、全くスイッチが入らないように構成してあることが好ましい。
又、第2制御装置は、一般に、第1制御装置よりも設計が複雑であり、特にソフトウェアベース、及び/又は、ファームウェアベースとする場合、より複雑になる場合がある。
一方、第1制御装置は、特に簡単な設計であるため、第2制御装置よりも、特に信頼性又はフェールセーフ性の点で好ましく、特に信頼性がより高く、又はフェールセーフであり、又はエラーが発生しにくいため好ましい。
従って、第1制御装置は、存在する可能性のある可燃性冷媒を、内部領域から、特に確実に除去するために、内部領域を最初に換気するために好適である。
更に、第1制御装置は、上述したように、火花が発生する危険性が低減されることも有利な点である。
又、所定の第2基準が満足されたか否かは、例えば、特に、コンピューティングデバイス(例えば、プロセッサ。)と、ファンのタコメータ信号を検証するためのコマンド、制御規則、特性曲線と、及び/又はタイマによって、検証するすることができる。
なお、検証装置の構成は、特に限定されるものではないが、代替的又は追加的に、検証装置が所定の第1基準に基づいて検証する場合、所定の第2基準が満足されたか否かを追加的に検証することも好ましい。
又、追加の検証装置は、第2制御装置の一部として設けてあることも好ましく、更には、第2制御装置に対して、外部的に接続されていることも好ましい。
そして、追加の検証装置の電源は、第2制御装置の電源に対して、電気接続されていることも好ましい。
更に、追加の検証装置の電力供給は、実験用機器における追加の装置の電力供給装置から単純分離して、及び/又は、独立して、及び/又は、配置空間が異なるように分離された電力供給装置を用いて行われることも好ましい。
又、所定の第2基準として、例えば、ファン速度に関する条件、及び/又は、例えば、所定のファン速度で、ファンが動作する期間に関する条件を満足していることが好ましい。
より具体的には、所定の第2ファン速度として、所定のファン速度に達していることが好ましく、及び/又は、それを下回ってはならない、という条件を満足していることが好ましい。
そして、所定の第2ファン速度に達すること、及び/又は、所定の第2ファン速度を下回らないことという条件は、所定の第2基準によって、所定の期間である第2期間において、渡って満足することが好ましい。
又、電力が供給されるべき、少なくとも一つの追加装置のための電源の起動は、例えば、コンピューティングデバイス(プロセッサ)、及び対応するコマンドからなる起動装置を用いて行うことが好ましい。
そして、安全上の理由から、追加装置のための電源の起動は、移行後の所定の遅延時間の後に行われることが好ましい。
ここで、遅延時間は、例えば、5秒や10秒とすることができる。
一方、遅延時間は、例えば、5秒未満、より好ましくは、1~5秒未満の間において、短くすることも好ましい。
又、起動装置は、代替的に又は追加的に、特に、電力を供給されるべき少なくとも一つの追加装置に対して使用する電源を起動するためのスイッチ、例えば、リレーを含んでいることが好ましく、又はそのようなスイッチに対して、電気接続されていることも好ましい。
そして、起動は、特に、所定の第2基準が正常に満たされている場合に実行されることが好ましい。
なお、「電力を供給されるべき追加装置」という用語には、通常、ファン自体は含まれるものではない。
又、電力を供給される少なくとも一つの追加装置は、電力を供給される実験用機器の任意の追加の構成要素であることが好ましい。
具体的には、特に、冷却回路の構成要素、例えば、圧縮機(コンプレッサ)、駆動モータ(例えば、実験用機器が実験用遠心分離機の場合)、ディスプレイ、又は制御装置であることが好ましい。
従って、電力を供給する少なくとも一つの追加装置の電源を起動させる場合、実験用機器の動作として、例えば、実験用遠心分離機であれば、回転動作を意図し、それが開始できるように、実験用機器のスイッチを入れることが好ましい。
その際、実験用機器のスイッチを一部入れても良いが、通常、完全にスイッチを入れることが好ましい。
従って、本発明の動作方法によれば、第2制御装置又は第2の制御方法による制御が達成されない場合、少なくとも一つの別の構成要素のための電源の起動が行われないことが好ましい。
或いは、例えば、所定の期間に電源の起動が行われないことが好ましく、又は、実験用機器のスイッチを切り、再びスイッチを入れる前には、電源の起動が行われないようにすることも好ましい。
又、上述の操作手順のすべての工程は、自動的に実施、又は、有効に発揮されることが好ましい。
すなわち、内部を換気する工程の後に、所定の第1基準を用いて検証する工程(以下、検証工程と称する場合がある。)を設けることが好ましい。
そして、所定の第1基準に基づいて検証する検証工程の後に、制御に移行する工程を実施することが好ましい。
更に、所定の第1基準に準じてなる検証工程に続いて、所定の第2基準に準じて、検証を行うことが好ましい。その上、所定の第2基準に基づいて検証する検証工程の後に、起動する工程を行うことが好ましい。
従って、前の工程が完了してから、次の工程に進むように設計してあることが好ましい。
又、本発明の動作方法は、可燃性冷媒を用いた実験用機器の運転安全性を向上させるための、シンプルで、かつ、対費用効果の高い方法を提供するものである。
具体的には、可燃性冷媒が存在する可能性がある場合は、可燃性冷媒に関連して火花が発生する危険性がある前に、所定換気して、可燃性冷媒を内部から除去することが好ましい。
この理由は、このように動作させることで、ファンの試運転を行うことにより、ファンの故障や不具合等を、より早期に発見することができるためである。
すなわち、そのような換気の事実と、その結果もたらされる操作上の安全性の向上という有利な点に加えて、特に、第1制御装置がそのように設計されている場合、フェールセーフで独立したハードウェアベースの制御に基づいて、所定換気を制御し、ファンの欠陥や不具合(例えば、機械的閉塞や接触不良)を早期かつ確実に、実験用機器内で火花源が動作する前に、予め検出できることも有利な点の一つである。
又、本発明の動作方法は、第2制御装置の問題を個別に検出できることも有利な点である。
それによって、第2制御装置は、そのような問題検出に対応して設計されていれば、特に、パルス幅変調によって、需要に応じたファン速度を実現することができる。
そして、第2制御装置は、ファンの欠陥が否定できる場合にのみ、有利な方法で動作させることができる。
更に、第1制御装置は、第2制御装置よりも基本的に信頼性が高いので、第1制御装置を最初に動作させることで、実験用機器のスイッチを入れた後に、直接的に有害になり得るファンの誤動作を防ぐこともできる。
特に、ハードウェアで実現できる初期の換気制御は、開発・承認の手間が少ないという利点を有している。
従って、他の構造的により複雑で、より高価な制御手段又は保護手段、例えば、圧力センサ等については、不要にしたり、或いは、省略したりすることができる。
又、本発明は、原則として、可燃性冷媒を用いた冷却回路を含むすべての実験用機器に対して、より好適に適用することができる。
そして、本発明は、健康に有害なガス等の蒸気を有し、又は、発生させる他の機器に対しても、好適に適用することができる。
本発明にかかる動作方法の有利な実施形態では、ファンのための電源は、内部領域が換気される前に起動されることが好ましく、特に、換気の直前に起動されることがより好ましい。
又、かかる電源は、特に、実験用機器のオン/オフスイッチを用いて起動することが好ましい。
すなわち、実験用機器の運転開始時に操作する必要があるスイッチがオン/オフスイッチのみであるように設計することが好ましい。その後、自動的に内部の換気を開始することが好ましい。
なお、状況に合わせて、かかる電源は、別のオン/オフスイッチによって供給する構成としてもよい。
又、「換気の直前」とは、通常、実験用機器のオン/オフスイッチを用いた電源投入の直後に換気することを意味するが、より具体的には、例えば、5秒以内、又は10秒以内、又は20秒以内、又は1分以内に、それぞれの時間内に換気することが好ましい。
この理由は、このような設計により、シンプルで、使い勝手に優れた、ユーザフレンドリーなスイッチオン工程を実現することができるためである。
すなわち、特に、換気直前に電源が起動される場合、内部が換気される前にファンに電力が供給される期間が非常に短いため、ファン自体に火花が飛ぶ危険性を最小限に抑えることができ、いわばスイッチオン処理を、特に安全に行うことができる。
本発明にかかる動作方法の有利な実施形態では、ファンのための電源は、実験用機器のスイッチオン処理によって起動されることが好ましい。
ここで、特に、実験用機器のスイッチを入れるとは、例えば、実験用機器のオン/オフスイッチを利用して、ファンの電源が自動的に起動されることを、実質的に意味する。
そして、スイッチオンの手順は、ファンへの電力供給が起動された後に、追加の工程から構成されることも好ましい。
更に、スイッチオン工程の追加の工程、特に、ファンの制御の移行と、実験用機器の少なくとも一つの追加装置に電力を供給するための電源の起動は、その後で、行うことが好ましい。
本発明は、特に、スイッチオン工程が簡易であって、ユーザフレンドリーな構成になっていると言える。
すなわち、本発明にかかる動作方法の有利な実施形態では、第1制御装置は、ハードウェアベースの制御装置であることが好ましい。
又、ハードウェアベースの制御装置に関する上述の説明と「ハードウェアベース」という用語を参照して説明をする。
ここで、ハードウェアベースの制御装置は、特に簡易な設計であり、実験用機器の追加装置から独立しているため、特に、信頼性が高くフェールセーフであるという特徴を有している。
すなわち、かかる構成を有することで、ファンの欠陥や不具合、例えば、詰りや接触不良を、実験用機器における追加装置が損傷する前に検出することがより容易にできる。このようにファンが故障している場合、実験用機器の動作は、依然として不可能である場合がある。
すなわち、ハードウェアベースの制御装置によれば、このような欠陥の判断は、実験用機器における潜在的に火花を出す可能性のある装置やファンに欠陥がある場合の無意味で有害なスイッチの切り替え動作によって、冷媒への引火の危険がある前に有利に行うことができる。
本発明にかかる方法の有利な実施形態では、第2制御装置は、ソフトウェアベースの制御装置又はファームウェアベースの制御装置であることが好ましい。
又、ソフトウェアベース又はファームウェアベースの制御装置、及び「ソフトウェアベース」及び「ファームウェアベース」という用語に関しては、既に上述した内容を参照することが好ましい。
そして、ソフトウェアベース又はファームウェアベースの制御装置は、特に、ファンのデマンドベース制御、特に、ファン速度のデマンドベース制御を可能にすることができるため好適である。
更に、内部温度がすでに低い等の理由で、換気量が少ない場合、ファンの回転数は、低めで十分な場合がある。
そのため、内部の温度が上昇した場合等、換気の必要性が高い場合にのみ、ファンの回転数を高く設定することが好ましい。
このような設定は、例えば、特性曲線や特性マップを利用して実現することが好ましい。
この理由は、このような設定により、ファンによる低エネルギー消費、ファンの低摩耗と長寿命、低メンテナンス要件、内部領域の埃等による低汚染、及び低騒音発生が可能になるためである。
又、本発明にかかる動作方法の有利な実施形態では、第1基準は、所定の第1ファン速度を下回らないこと、又は所定の第1ファン速度に達しないこととすることが好ましく、又は、それらの条件を含むことが好ましい。
ここで、所定の第1ファン速度が、所定値に達しないという表現は、特に、所定期間内に渡って、所定値に、実質的に達していないことを意味する。
そして、かかる所定期間は、例えば、第1期間と一致させることが好ましい。
更に、かかる所定期間を設ける時間帯は、所定の第1ファン速度との組み合わせで、可燃性冷媒が内部領域から完全に又はほぼ完全に除去されるように換気を可能にする時間帯とすることが好ましい。
なお、所定の第1ファン速度は、所定期間内に、可燃性冷媒が内部領域から完全に又はほぼ完全に除去されるように換気を可能にするように選択されることが好ましい。
具体的にどの程度の時間が必要で、そのためにどの程度のファン速度が必要かは、例えば、試験的に、或いはシミュレーションに基づいて決定することが好ましい。
より具体的には、所定の第1ファン速度は、代替的に、ある電圧(例えば、12V)における、例えば、予め設定された最大速度、又はファンの公称速度とすることが好ましい。
又、第1基準は、所定の第1ファン速度に到達することであることが好ましい。
例えば、第1基準として、一定期間内に、所定の第1ファン速度に到達することが要求されることが好ましい。又、例えば、所定の第1ファン速度に適切に到達したか否か、及び/又は、所定期間内に到達したか否かを測定することが好ましい。
ここで、所定期間は、例えば、ファンの典型的な加速時間、例えば、0.1~3秒の間隔とすることが好ましい。
なお、加速が遅すぎる場合、つまり、所定の第1ファン速度に時間内に到達しない場合、これはファンが不具合であることを実質的に意味する。
又、所定の第1ファン速度は、それ自体が可変値であることも好ましい。
すなわち、所定の第1ファン速度は、例えば、内部温度や室外温度等の温度、又は実験用機器が使用されていなかった期間に依存して、可変とすることも好ましい。
ここで紹介する実施態様(設計デザイン)は、制御やテストに手間をかけず、シンプルで簡単に制御できる方法で、ファンの機能を確実に評価することを可能にした態様である。
すなわち、特に、ファン自体が正常に機能しているか否かを簡単な方法でテストすることができる。
従って、第2制御装置による適切な制御が失敗した場合、ファン自体に故障(詰り、機械的欠陥、接触不良等)があると判断することができる。
又、本発明にかかる動作方法の有利な実施形態では、第2基準は、所定の第2ファン速度を下回らないことであり、又は、実質的に、下回らないことであることが好ましい。
そして、特に、かかる「下回らない」という表現は、追加の所定期間に渡って、所定速度を実質的に下回らないことを意味する。
ここで、追加の所定期間は、例えば、秒単位の期間であって、例えば、2~20秒の期間であることが好ましい。
又、所定の第2ファン速度は、実験用機器の通常運転において、安全な換気が確保されるファン速度であることが好ましい。
ここでいう「安全」とは、例えば、安全のために維持すべき温度、例えば、内部の温度や、例えば、冷媒が漏れた場合等を実質的に意味する。
そして、「安全」とは、例えば、換気による除去であり、ファン速度で冷媒漏れを安全に補うことができることを実質的に意味する。
すなわち、所定の第2ファン速度は、実験用機器の通常運転において、安全な換気が保証される最小ファン速度(以下、強制換気速度と称する場合がある。)以上であって、それよりも早いことが好ましい。
又、所定の第2ファン速度は、それ自体が可変値であることも好ましい。
そして、所定の第2ファン速度は、例えば、内部温度や室外温度等の温度に依存して、可変とすることも好ましい。
ここで紹介する実験用機器の態様は、制御とテストの面において、少ない労力で、シンプル、かつ、簡単に操作できる動作方法であって、第2制御装置及びファンの機能を確実に評価することを可能にする態様である。
これにより、実験用機器の、他の機器へのダメージをより確実に防ぐことができる。
そして、冷却実験室の典型的な換気状況、例えば、冷却実験室の通常運転時に発生する場合のシミュレーションは、実際の通常運転開始前に行うことが好ましい。
又、本発明にかかる動作方法の有利な実施形態では、第1制御装置は、ファン速度が所定の第2ファン速度を下回る場合、ファン速度につき、短時間増加させることが好ましい。
又、短期的な速度上昇は、「ブースト」とも呼ばれるものである。
短時間の速度上昇は、特に、第2ファンの回転数がわずかに不足しているような場合に実施することが好ましい。
ここで、このような場合には、例えば、ショートブーストで解決できる可能性があると想定されるファンの機械的な問題が発生していると考えられる。
具体的には、例えば、ファンへの埃の付着等が考えられる。
かかるブーストとしての短時間の速度上昇は、0.5~5秒、好ましくは1~2秒の間隔とすることが好ましい。
そして、短時間の速度上昇であるブーストは、所定の第2ファン速度を複数回連続して下回る場合、複数回連続して行うことが好ましい。
一方、短時間の速度上昇は、改善したファンの速度が低下するといった、第2制御装置の誤作動に繋がる可能性があることに注意が必要である。
又、本発明にかかる動作方法の有利な実施形態は、このように設計することにより、ファンの回転数が低すぎる場合、より簡単な方法で根本的な原因を改善することが可能になるということである。
特に、その原因は機械的なものであったり、第2制御装置に起因するものであったりする場合に有効である。
特に、かかる実施形態は、実験用機器の主スイッチを停止させる可能性、及び/又は、実験用機器の再度のスイッチオフ及びオン、更には、修理をより効果的に避けることができるので、ユーザフレンドリーな態様と言える。
又、本発明にかかる動作方法の有利な実施形態において、電力を供給されるべき少なくとも一つの追加装置のための電源は、所定の第3基準に違反した場合に、常時又は一時的に停止されることが好ましい。
所定の第3基準は、特に、所定の第3ファン速度に達しないことを意味する場合がある。
ここで、所定の第3ファン速度は、実験用機器の通常運転中に安全な換気が確保されるだけの最小ファン速度(以下、強制換気速度とも呼ばれる場合がある。)であることが好ましい。
なお、所定の第3ファン速度は、所定の第2ファン速度よりも、通常、低くすることが好ましい。
ここで、常時停止とは、特に、電力を供給される少なくとも一つの追加装置の電源用スイッチ、例えば、リレーの停止を意味する。
そして、スイッチ又はリレーは、停止された実験用機器の主電源に関係していることも好ましい。
なお、停止は、例えば、その後に実験用機器を再起動するまで、又は所定期間が経過するまで、維持されることが好ましい。
このように設計されることにより、第2制御装置、及び/又は、ファンの故障の際に、実験用機器の運転を事前に回避することができ、操作上の安全性をより向上させることができる。
特に、運転開始前に故障を検知することで、実験用機器の他の機器の損傷や、冷媒が除去されない、或いは十分に除去されないという危険で、問題がある状況を、より効果的に回避することができる。
又、本発明の動作方法の有利な実施形態として、電力を供給される少なくとも一つの追加装置のための電源の起動に関し、ファン制御を第2制御装置へ移行した後に開始する、第2期間の経過後にのみ行うことが好ましい。
又、かかる第2期間は、例えば、所定の第2基準による検証が、いかなる場合にも行われなければならない最小期間と理解することが好ましい。
これにより、第2基準による検証で得られる情報の価値と質を更に高め、実験用機器の動作安全性をより向上させることができる。
又、本発明の動作方法の有利な実施形態として、実験用機器の内部を換気する前に、電力を供給されるべき少なくとも一つの追加装置の電源が停止しているか否か、及び/又は、ファンの速度センサが適切に機能しているか否かを検証することが好ましい。
上述の検証措置によれば、電力が供給されるべき少なくとも一つの追加装置が、その内部領域を換気する過程又は一般に本発明によるプロセスの過程で、例えば、誤動作により電力を供給され、その結果として起こり得る火花放電による危険源となることをより効果的に防止することができる。
従って、例えば、電力を供給すべき追加装置がリレーによって電力を供給できる場合、リレーが適切に停止しているか否かを検証することが好ましい。
又、ファン速度検出の適切な機能は、例えば、内部を換気する前に、静止しているファンの回転数がゼロになったという信号を適切に発しているか否かを検証する構成であることが好ましい。
従って、電源が停止しているか否か、及び/又は、ファン回転数検出が正しく機能しているか否かの検証に失敗した場合、本発明にかかる方法の以降の工程、特に、換気の実行をより効果的に妨げることができる。これにより、操作の安全性を更に向上させることができる。
特に、ファン速度を正しく検出することにより、特に、所定の第1基準、及び/又は、所定の第2基準、及び、場合によっては、所定の第3基準がそれぞれファン速度に依存する場合、本発明にかかる動作方法の以降の工程が、適切かつ正確に実行される確率を更に高めることができる。
又、本発明の動作方法の有利な実施形態として、可燃性冷媒を用いた実験用機器であって、以下の構成を有する実験用機器を提案する。
-実験用機器の内部を換気するファンを備えている。
-内部領域の換気が第1期間に渡って行われるように、ファンを制御する第1制御装置を備えている。
-第1期間において換気が達成されたか否かを、所定の第1基準に基づいて検証する検証装置を備えている。
-ファンを制御する第2制御装置を備えている。
-第1期間において換気が達成された場合に、ファンの制御を第2制御装置に移行する移行装置を備えている。
-ファンが第2制御装置によって正常に制御された場合に、実験用機器の少なくとも一つの追加装置に電力を供給するための電源を起動させる起動装置を備えている。
ここで、検証装置は、ファンが、第2制御装置によって正常に制御されているか否かを、所定の第2基準に基づいて検証するように追加的に構成されていることが好ましい。
又、実験用機器は、ファンが、第2制御装置によって正常に制御されているか否かを、所定の第2基準に基づいて検証するように構成された追加の検証装置を備えていることが好ましい。
又、実験用機器は、特に、説明された実施形態の少なくとも一つの態様において、本発明による動作方法を円滑に実施できるように、特に、自動的に実施するように設計されていることが好ましい。
すなわち、実験用機器、及びその実験用機器の実施形態に関しては、本発明による動作方法の説明、及び本発明による動作方法の実施形態を十分に参照することができる。
具体的には、特に、これに限定されるものではないが、実験用機器、可燃性冷媒、ファン、内部領域、第1制御装置、第1期間、検証装置、所定の第1基準、所定の第2基準、換気、第2制御装置、移行装置、ファンの制御及び制御の移行、起動装置、電力を供給する追加装置及び追加の検証装置についての説明を参照することができる。
特に、第1制御装置、検証装置、第2制御装置、移行装置、起動装置、及び/又は、追加の移行装置は、実験用機器に組み込まれた(一体化と称する場合がある。)装置であることが好ましい。
このような装置は、それぞれ、少なくとも部分的に又は全て、少なくとも一つの電子部品、及び/又は、プログラマブルコンピューティングデバイスからなり、及び/又は、プログラマブルコンピューティングデバイスを使用又は共有することが好ましい。
そして、より好ましくは、第1制御装置は、プログラマブルコンピューティングデバイスを含まず、及び/又は、プログラマブルコンピューティングデバイスと間接的にのみ接続されることが好ましい。
更に言えば、本発明の一実施形態において、実験用機器としては、特に、実験用冷凍機器又は、実験用遠心分離機であることが好ましい。
次に、本発明の実施形態の例について、添付図面を参照して説明する。なお、個々の図面は、以下の具体的内容を示している。
図1は、本発明にかかる実験用機器の一実施形態を模式的に説明するために供する図である。 図2は、本発明にかかる実験用機器の別の実施形態を模式的に説明するために供する図である。 図3は、本発明の実験用機器の動作方法の一実施形態を模式的に説明するために供する図である。
以下、種々の実施形態の例において、機能的に同一の装置、工程、実例、要素には、同一の参照符号を、基本的に使用するものとする。
但し、同一の参照符号が使用されているとしても、必ずしも同じ実施形態又は同じ実施形態の一部であることを意味しない場合もある。
まず、図1は、本発明にかかる実験用機器1を示しているが、これは実験用遠心分離機として構成されている場合を例示している。
但し、本発明は、必ずしも実験用遠心分離機に限定されるものではない。例えば、実験用機器1は、実験用冷凍機器であることも好ましい。
そして、かかる実験用機器1は、ファン2を備えていることが好ましい。
そして、ファン2において、より正確にはファンシャフトには、速度センサ22と、ファンモータ21とが設けられていることが好ましい。
より具体的には、速度センサ22と、ファンモータ21とは、ファン2の部品として理解することができる。
又、ファン2は、実験用機器1のハウジング11の第1開口部OE1に配置され、ハウジング11は、遠心分離機ロータ4へのアクセスを提供するために、開放可能なカバー(図示せず)を有していることも好ましい。
そして、遠心分離機ロータ4は、ハウジングに組み込まれた駆動モータ5によって回転可能あることが好ましい。
更に、遠心分離機ロータ4は、ハウジングに組み込まれたロータベアリング52を介して、回転可能に取り付けられており、かかるベアリングは、例えば、ローラベアリングとして構成することが好ましい。
更に、ハウジング11の第1開口部OE1とは反対側には、内部領域3を通風させるための第2開口部OE2が設けられていることが好ましい。加えて、更なる開口部(図示せず)を設けてあることも好ましい。
又、実験用機器1は、所定の内部領域3を有することを特徴としている。
そして、かかる内部領域3は、遠心分離機ロータ4の実質的に下方に、すなわち、サンプル管のための傾斜した挿入領域を有する遠心分離機ロータの上側から離れる方向に向かって、実験用機器1の下側まで延びていることが好ましい。
更に、内部領域3の内部には、実験用機器1の図示状態、例えば、冷却回路KAEにおける、小さな冷媒KMの漏れや、実験用機器を使用しない状態での放置時間等により、少量の冷媒KMが残存した状態となる場合がある。
このとき、冷媒KMは、例えば、プロパン等の可燃性冷媒等である。
又、実験用機器1は、冷却回路KAEを有することが好ましい。
そして、冷却回路KAEは、複数の蒸発器6、すなわち冷熱発生器を含んで構成されていることが好ましい。
特に、冷却回路KAEは、遠心分離機ロータ4、遠心分離機ロータ4の周囲、駆動モータ5及びロータベアリング52を冷却する役割を果たすものである。
更に、冷却回路KAEは、圧縮機7(コンプレッサ)、ハウジング11の外側に位置する凝縮器8(コンデンサ)及びスロットル9から構成されていることが好ましい。
加えて、圧縮機7であるコンプレッサは、当該コンプレッサに電力を供給するための電源線73が接続されていることが好ましい。そして、駆動モータ5には、駆動モータ5に電力を供給するための電源線53が接続されていることが好ましい。
なお、圧縮機7であるコンプレッサ及び駆動モータ5は、一般的な説明に照らして、電力を供給される実験用機器1の追加装置として理解することができる。
又、実験用機器1は、外部電源EX(主電源プラグ、及び、場合によっては電源ユニットを有する場合がある。)と、主電源ケーブルEXNとを介して電力が供給されることが好ましい。
そして、主電源ケーブルEXNは、実験用機器のオン/オフスイッチ10にドッキングされていることが好ましい。すなわち、オン/オフスイッチ10は、オン/オフを切り替えるための押しボタン(ここに表示)を有することが好ましい。
オン/オフスイッチ10は、オンされると、電源線103、電源線ST13、電源線UEP3、及び電源線ST23に電流を流すことができるように構成することが好ましい。
以下、電源回路を構成できる各電源線について詳しく説明する。
すなわち、電源線ST13は、本実施形態においては、オン/オフスイッチ10から第1制御装置ST1まで延びていることが好ましい。
そして、電源線ST23は、オン/オフスイッチ10から第2制御装置ST2まで延びており、電源線103は、オン/オフスイッチ10から起動装置AKEまで延びていることが好ましい。
更に、電源線UEP3は、オン/オフスイッチ10から検証装置UEPまで延びていることが好ましい。
又、第1制御装置ST1は、例えば、8~10秒の第1期間に渡ってファン2の内部領域3の換気を可能にするように構成されていることが好ましい。
ここで、ファン2には、当該ファン2を最高回転数、例えば、少なくとも毎分2500rpmで、回転動作させる電圧を印加することが好ましい。
又、第1制御装置ST1は、ハードウェアベースであることが好ましい。
そして、電源線ST13を介して、ファン2(より正確にはファンモータ21)への電力供給を開始できるスイッチを有し、最終的にファン2及び第1制御装置ST1自体の両方に電力を供給することができる構成とすることが好ましい。
更に、スイッチは、基本的に実験用機器1の運転開始時にオンされるようにすることも好ましく、自動的にオンされるように構成してあることも好ましく、第1期間だけ自動的にオンされるように構成してあることも好ましい。
なお、「ハードウェアベース」という用語に関しては、本明細書の別の実施形態における説明も参照されたい。
又、原則として、第1制御装置ST1は、代替的又は付加的に、チップ又はプロセッサによる制御を有し、ファン2(ファンモータ21)又はファン2(ファンモータ21)の電源を制御可能な制御コマンドを有していることも好ましい。
そして、第1制御装置ST1は、例えば、パルス幅変調により、ファン2(ファンモータ21)の回転数を設定できるように構成されていることも好ましい。
しかしながら、原則として、第1制御装置ST1は、設計が単純であり、例えば、言及されたスイッチ(オン/オフスイッチであってもよい)を用いることによってその機能を達成する構成であることが好ましい。
ファン2(ファンモータ21)の制御、及び/又は、電力供給を行う目的で、インタフェースST1-UEGが使用されることが好ましい。
又、インタフェースST1-UEGは、第1制御装置ST1から移行装置UEGに電気エネルギー(及び/又は、代替的又は追加的な制御コマンド)を伝送又はルーティングするように構成することが好ましい。
そして、インタフェースST1-UEGは、電気回路を構成する電源線と、場合によってはデータラインを有することが好ましい。
ここで、移行装置UEGは、ファン2(ファンモータ21)の制御を、第1制御装置ST1から第2制御装置ST2へ、又はその逆に、第2制御装置ST2から第1制御装置ST1へ移行するためのものである。
かかる目的達成のために、移行装置UEGは、特に、第1制御装置ST1と第2制御装置ST2との間でファンモータ21の電力供給の変更を実行することができるスイッチで構成されていることが好ましい。
又、インタフェースUEG-2は、搬送装置からファン2へ、或いは、ファンモータ21へ繋がっており、ファンモータ21への電力供給を可能にする電源線であって、回路を構成できる電源線を有していることが好ましい。
例えば、ファン2が、それに応じて設計されている場合(例えば、それ自体が更に制御装置を持つ場合。)、インタフェースUEG-2は、データラインを持つことも好ましい。
又、更に検証装置UEPを設けてあることが好ましい。
これは、所定の第1基準に基づいて、第1期間に内部領域の換気が達成されたか否かを検証するように構成されていることが好ましい。
所定の第1基準は、一例として、安全な換気のために、所定の第1ファン速度(例えば2500rpm)に達するとともに、最小期間(第1期間に対応する、例えば、8秒の長さであることが好ましい。)が維持される条件を満足していることが好ましい。
なお、第1基準は、かかる条件のみに限定されるものではなく、他の条件とすることも好ましいし、適宜変更することも好ましい。
本発明にかかる実験用機器1に例示された実施形態では、検証装置UEPは、計算装置(例えば、プロセッサ)、及び、対応するコマンドを有するように構成されていることが好ましい。
一方、検証装置UEPは、上述の構成に限定されるものではなく、例えば、あるファン回転数に達するとすぐに充電され、第1期間の経過後に(最短で)ある電圧値に達し、移行装置UEGでの切り替えのトリガー状態となる電気コンデンサとして、より簡易な、異なる構成とすることも好ましい。
又、検証装置UEPは、代替的又は追加的に、上述の構成に限定されるものではなく、時間測定のための検証装置を備えることも好ましい。
すなわち、かかる検証装置は、所定の第1ファン速度に達するとすぐに時間測定工程の処理を開始し、第1期間が経過するとすぐに、移行装置UEGでの切り替えにつき、トリガー状態とする構成であることが好ましい。
又、検証装置UEPは、インタフェース22-UEPを介して、速度センサ22に接続されており、従って、所定の第1基準が満たされているか否かを検証する目的で、ファン速度信号を受信できる構成とすることが好ましい。
すなわち、インタフェース22-UEPは、速度センサ22(例えば、ホールセンサであることが好ましい。)からファン速度信号が送信された場合に、それを受信して、検証(解釈)し、内部の換気が第1期間に渡って達成したことを確認できるように構成されていることが好ましい。
そして、受信及び検証は、かかる検証装置UEPで行うことが好ましい。
ここで、インタフェース22-UEPを含む、本発明におけるすべての言及されたインタフェースは、例えば、電源ケーブル、及び/又は、データケーブルを有することが好ましい。
更に、検証装置UEPは、オプションのインタフェースUEP-ST1を介して、第1制御装置ST1に接続されていることが好ましい。
すなわち、オプションのインタフェースUEP-ST1は、検証装置UEPが、例えば、第1制御装置ST1のスイッチが第1期間に適切に切り替えられたか否かを検証するために使用することが好ましい。
更に、検証装置UEPは、インタフェースUEP-UEGを介して、移行装置UEGに接続されていることが好ましい。
所定の第1基準が満足された場合、すなわち、内部領域3の換気が達成された場合、第1制御装置ST1から(及びインタフェースST1-UEGから)第2制御装置ST2(及びインタフェースST2-UEG)に切り替えられるように、インタフェースUEP-UEGを介して、移行装置UEGに信号が送られ、従って、例えば、移行装置UEGのスイッチを切り替え可能であることが好ましい。
従って、UEG移行装置のスイッチは、かかる信号を用いて、この目的のために切り替えられるように構成することが好ましい。
又、第2制御装置ST2は、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)により、ファン2の制御を可能にするためのものである。
すなわち、第2制御装置ST2は、ファームウェアベースであることが好ましい。
具体的には、これは、特に、例えば、内部領域3内の温度センサ(図示せず)、及び/又は、内部領域3外の温度センサが測定し得る温度値に基づいて、ファン2(ファンモータ21)を必要に応じて制御することを可能にする制御コマンド、例えば、機能関係又は(予め定められた)特性曲線を含むメモリ、例えば、ROMメモリから成ることが好ましい。
そして、第2制御装置ST2は、代替的又は追加的に、ソフトウェアベースであることが好ましく、例えば、適応可能なこのような制御コマンドを含む読み書き可能なメモリから構成されることが好ましい。
更に、第2制御装置ST2は、制御コマンドを実行し、検証するためのコンピューティングデバイス、例えば、プロセッサを更に含むことも好ましい。
又、第2制御装置ST2は、実験用機器の通常運転中にもファン2を制御するように構成することが好ましい。
又、インタフェースST2-UEGは、ファン2(ファンモータ21)の制御、及び/又は、電力供給を行うために用いられる。
すなわち、インタフェースST2-UEGは、第2制御装置ST2から移行装置UEGに電力、及び/又は、制御コマンドを伝送又はルーティングするように構成されていることが好ましい。
そして、ST2-UEGは、電源回路を構成する電源線と、必要に応じてデータラインを持つことが好ましい。
又、移行装置UEGは、ファン2(ファンモータ21)の制御を第2制御装置ST2に移行するためのものである。すなわち、移行が行われると、ファン2(ファンモータ21)には、インタフェースST2-UEG及び追加のインタフェースUEG-2を介して、電力が供給される。
本発明にかかる実験用機器1の実施形態では、検証装置UEPは、第2制御装置ST2によって、ファン2が正常に制御されているか否かを検証するために、所定の第2基準を用いることを特徴としている。
すなわち、満足しなければならない所定の第2基準は、ファン速度が第2期間に渡って、安全な基本換気のための所定の最小速度(所定の第2ファン速度)を下回ってはならないという条件であることが好ましい。
具体的には、第2期間は、例えば、5秒とすることが好ましい。そして、所定の第2ファン速度は、例えば、1100rpm(回転/分)とすることが好ましい。
又、検証装置UEPは、インタフェース22-UEPを介して、速度センサ22に接続されており、従って、所定の第2基準が満たされていることを検証する目的で、ファン速度信号を受信することが好ましい。
そして、検証装置UEPは、計時装置を含んでいることも好ましい。
又、インタフェース22-UEPは、速度センサ22からファン速度信号が送信された場合に、それを受信して検証し、第2期間に渡って、制御が達成されたことを確認できるように構成されていることが好ましい。
そして、このような受信と検証は、検証装置UEPが行うことが好ましい。
更に、検証装置UEPは、オプションのインタフェースUEP-ST2を介して、第2制御装置ST2に接続されていることが好ましい。
この理由は、このように構成されていることで、検証装置UEPは、オプションのインタフェースUEP-ST2を介して、例えば、第2期間中の第2制御装置ST2によるファン2の制御が達成されたか否かを追加的に検証することができるためである。
又、第2期間にわたる制御が達成された場合、すなわち、所定の第2基準が満足された場合、圧縮機7(電源線73を介して)及び駆動モータ5(電源線53を介して)に対する電力供給を開始可能な旨の信号は、インタフェースUEP-AKEを介して、起動装置AKEに送信される。
すなわち、起動装置AKEは、特に、適切な信号の存在下で電源を起動することができるスイッチ、例えば、リレーを有することが好ましい。
又、実験用機器1は、冷媒KMが、内部領域3に存在する状態を示してある。
一方、第1制御装置ST1による制御(第1期間に渡る内部領域3の換気)は、既に内部領域3から冷媒KMを完全に除去しているので、もはや存在せず、電力が供給される実験用機器1の潜在的火花発生装置(圧縮機7及び駆動モータ5)を起動する際に危険をもたらすことはない状態となっている。
そして、起動時には、第2制御装置ST2を用いたファン2の制御が適切に機能するか否かも検証されることが好ましい。
更に、第2制御装置ST2は、実験用機器1の通常運転中にファンを制御することが好ましい。
又、検証装置UEPは、任意で更に、ファン速度が所定の第2期間内に、所定の第2ファン速度(運転中の安全な基本換気のための最小速度)を下回る場合、第1制御装置ST1による短期間の速度上昇を開始するように構成されていることが好ましい。
そして、検証装置UEPは、かかる場合、移行装置UEGに対して第1制御装置ST1への切替処理を指示するように構成されていることが好ましい(特に、対応する制御コマンドを有することが好ましい。)。
更に、短期的な速度上昇は、例えば、スイッチングを戻すまでの短期間(例えば1秒程度)に行われることが好ましい。
加えて、検証装置UEPは、第2制御装置ST2による制御が達成されたか否かを検証するために、短期間の速度上昇の後に、第2期間を新たに開始するように構成してあることが好ましい。
又、検証装置UEPは、任意に追加的に、ある期間又は常時、例えば実験用機器1の更新されたスイッチオン処理まで、圧縮機7(電源線73を介して)及び駆動モータ5(電源線53を介して)に対する電力供給を可能にし得る起動装置AKEのスイッチ(例えば、リレーで)を非アクティブ又はブロック化するように構成されていることが好ましい。
ファンの回転数が、気体のリーク時に安全な運転をもはや保証できない、臨界的な基準である所定の第3回転数を下回った場合、実験用機器1のスイッチが再び入るまで、第3ファン速度は、例えば500rpm(回転/分)とすることが好ましい。
又、検証装置UEPは、オプションとして、第1期間の前、すなわち内部領域3の換気の開始前であっても、速度センサ22の信号、及び/又は、起動装置AKEの正しい状態を検証するように構成されていることが好ましい。
かかる目的のために、検証装置UEPは、対応する制御コマンドを有することが好ましい。
ここで、速度センサの信号(タコメータ信号と称する場合がある。)は、最初のうちはファンの回転数がゼロに対応することになる。そして、起動装置AKEのスイッチを無効にしておくことが必要である。
従って、検証装置UEPは、これらの基準の少なくとも一つが満たされない場合、ある期間又は常時、例えば、実験用機器1のスイッチが再び入るまで、圧縮機7(電源線73を介して)及び駆動モータ5(電源線53を介して)に対する電力供給をする可能性のある起動装置AKEのスイッチ(例えばリレーであってよい)を非アクティブ又はブロックするように、構成されていることが好ましい。
又、図2は、本発明による実験用機器101の更に別の実施形態を示す図である。
しかしながら、ここで示した実験用機器101は、上述の実験用機器101とは異なり、第1検証装置UEP1と、第2検証装置UEP2とを備えている態様である。
従って、(共通)検証装置UEPが存在しない態様である。
第1検証装置UPE1及び第2検証装置UEP2並びにインタフェース22-UEP1、22-UEP2、UEP2-ST2、UEP2-AKE及びUEP2-UEG並びに電源線UEP23に関する以下の構成を除いて、実験用機器1の最初に示した実施形態に関する構成を適宜適用することができる。
なお、電源線UEP23は、オン/オフスイッチ10から第2検証装置UEP2まで延びている構成である。
又、第1検証装置UEP1は、所定の第1基準を用いて、第1期間に渡って屋内の換気が達成されたか否かを検証するように構成されていることを特徴としている。
具体的には、所定の第1基準は、安全な換気のために、所定の第1ファン速度(例えば、2500rpm)に達し、最小期間(第1期間に対応し、例えば、8秒の長さ)を維持される条件とすることが好ましい。
このように構成することにより、実験用機器の中で、危険な混合物を中和することができる。なお、所定の第1基準に関する他の実施形態を限定するものではない。
又、第1検証装置UEP1は、閾値スイッチ(例えば、第1所定ファン速度に達すると同時に充電される電気コンデンサ。)を有することが好ましい。
すなわち、代替的又は追加的に、所定の第1ファン速度に達すると計時動作を開始する時間計測装置を備えていることも好ましい。
又、第1検証装置UEP1は、インタフェース22-UEP1を介して、速度センサ22に接続されており、従って、所定の第1基準が満たされているか否かを検証する目的でファン速度信号を受信することが好ましい。
又、インタフェースUEP1-UEGを介して、電気コンデンサの電圧値が規定値に達したこと、又は時間測定工程が最小周期に達したことを移行装置UEGに送信することが好ましい。
なお、かかる送信された情報によれば、実験用機器の換気が達成されたことを実質的に意味する。
これにより、UEG搬送装置の切り替えが、トリガー状態とされ、第1制御装置ST1(及びST1-UEGインタフェース)から第2制御装置ST2(及びST2-UEGインタフェース)への切り替え、すなわちUEG搬送装置のスイッチの切り替えができるようになる。
ここで、UEG移行装置のスイッチは、かかる目的を達成するのために、情報に基づいて切り替えられるように構成されていることが好ましい。
又、インタフェース22-UEP1は、閾値スイッチ(例えば、充電される電気コンデンサ。)又は第1検証装置UEP1の代替タイマ/カウンタを用いて、所定の第1基準が満足されたか否かを確認できるように、速度センサ22(例えば、ホールセンサであることが好ましい。)がファン速度信号を送信するように構成されていることが好ましい。
実験用機器101の実施形態において、第2検証装置UEP2は、ファン2が第2制御装置ST2によって正常に制御されているか否かを、所定の第2基準によって検証するように構成されていることが好ましい。
ここで、満足しなければならない所定の第2基準は、ファン速度が第2期間に渡って所定の第2ファン速度を下回ってはならないという条件であることが好ましい。これは、安全な基本換気のための所定の最小速度であることが好ましい。
そして、第2期間は、例えば、5秒とすることが好ましい。更に、所定の第2ファン速度は、例えば、1100rpmとすることが好ましい。
又、第2検証装置UEP2は、インタフェース22-UEP2を介して、速度センサ22に接続されており、従って、所定の第2基準が満たされているか否かを検証する目的で、ファン速度信号を受信する構成であることが好ましい。
又、インタフェース22-UEP2は、速度センサ22がファン速度信号を送信した場合に、それを受信して検証し、第2期間に渡って制御が達成されたことを確認できるように構成されていることが好ましい。
そして、このような受信と検証は、第2検証装置UEP2が行うことが好ましい。
又、第2検証装置UEP2は、オプションのインタフェースUEP-ST2を介して、第2制御装置ST2に接続されていることが好ましい。
そして、第2検証装置UEP2は、オプションのインタフェースUEP-ST2を介して、例えば、第2制御装置ST2によるファン2の制御が正しく行われたか否かを、第2期間に渡って制御が達成されたか否かを検証する構成であることが好ましい。
なお、第2検証装置UEP2と第2制御装置ST2とが共通のユニットとして構成されていることに限定されるものではない。
ここで、第2期間に渡って制御が達成された場合、すなわち所定の第2基準が満足された場合、圧縮機7(電源線73を介して)及び駆動モータ5(電源線53を介して)の電源が起動できる旨の信号が、インタフェースUEP2-AKEを介して、起動装置AKEに送信される構成とすることが好ましい。
そして、起動装置AKEは、特に、対応する信号の存在下で電源を起動することができるスイッチ、例えば、リレーを有することが好ましい。
又、第2検証装置UEP2は、インタフェースUEP2-UEGを介して、移行装置UEGと情報を交換することができることが好ましい。
例えば、第2検証装置UEP2は、オプションとして、ファン速度が所定の第2ファン速度(運転中の安全な基本換気のための所定の最低速度)を下回った場合に、第1制御装置ST1による短期間の速度上昇を開始するように追加構成することが好ましい。
そして、第2検証装置UEP2は、この場合の移行装置UEGに対して、第1制御装置ST1への切替処理を指示するように構成することが好ましい(特に、対応する制御コマンドを持つことが好ましい。)。
更に、短時間の回転数上昇は、スイッチバックされるまでの間(例えば1秒間)行われることが好ましい(重大な低速低下を避けるためのファン2の短時間ブースト)。
なお、第2検証装置UEP2は、第2制御装置ST2による制御が達成されたか否かを再度検証するために、短期間の速度上昇後の第2期間を新たに開始するように構成することが好ましい。
又、第2検証装置UEP2は、任意に追加的に、(電源線73を介して)圧縮機7及び(電源線53を介して)駆動モータ5のための電力を供給可能な起動装置AKEのスイッチ(例えば、リレーであることが好ましい。)を、ある期間又は常時(例えば、実験用機器101のスイッチが再び入るまで。)停止させるかブロックするように構成されていることが好ましい。
そして、漏れ等が発生して、ファン速度がもはや安全な動作を保証しないであろう所定の第3ファン速度を下回る場合に、ある期間又は常時(例えば、実験用機器101が再びスイッチオンになるまで)、ファン速度を非アクティブ化又はブロックすることが好ましい。
具体的には、第3ファン速度は、例えば、500回転/分とすることが好ましい。
又、第2検証装置UEP2は、オプションとして、第1期間の前、すなわち内部領域3の換気の開始前であっても、速度センサ22の信号、及び/又は、起動装置AKEの正しい状態を検証するように構成することが好ましい。
そして、第2検証装置UEP2は、かかる目的を達成するために、対応する制御コマンドを有することが好ましい。
更に、速度センサの信号(タコメータ信号と称する場合がある。)は、始めにファン速度ゼロに対応しており、起動装置LFSのスイッチは、解除されていなければならない。
又、第2検証装置UEP2は、これらの基準の少なくとも一つが満たされない場合、ある期間又は常時、例えば、実験用機器101のスイッチが再び入るまで、圧縮機7(電源線73を介して)及び駆動モータ5(電源線53を介して)に対する電力を供給する可能性のある起動装置AKEのスイッチ(例えばリレーであってよい)を、非アクティブ化又はブロックするように構成されることが好ましい。
又、図3は、可燃性冷媒を用いた実験用機器(例えば、実験用遠心分離機又は実験用冷凍機器)を制御するための本発明にかかる方法の実施形態を示す図である。
そして、実験用機器は、例えば、実験用機器1や実験用機器101であることが好ましい。
本発明にかかる実験用機器の実施形態に関する上述の説明のうち、該当するものについては、全面的に参照することができ、当該参照は、関連する説明を参照することができる。
なお、実験用機器1及び実験用機器101は、それぞれ、本発明による動作方法を実施するように、特に、自動的に実施するように構成してあることが好ましい。
オプションの上流の制御工程SCKでは、電力が供給される追加装置の電源が適切に停止しているか否かを検証することが好ましい。
ここで、電力を供給する他の装置としては、例えば、駆動モータ5、及び/又は、圧縮機7であるコンプレッサ、或いはディスプレイ、実験用機器の蓋用の電動開閉機構等が挙げられる。
又、制御工程SCKの中で、例えば、ファン速度信号が最初にゼロであるか否か等、ファン速度検出が正常に機能しているか否かを検証することが好ましい。
又、予備工程SC0では、ファンが安全な換気のための所定の最低速度に達したか、又は、所定の最低速度を超えたかを検証することが好ましい。
そうでない場合は、実験用機器を停止し、自動的にスイッチを切ることが好ましい。
次いで、予備工程の実施後、第1工程SC1において、実験用機器の内部領域(例えば、内部領域3)が第1期間に渡って換気されることが好ましい。
そして、ファンは、第1制御装置(例えば、第1制御装置ST1。)を介して制御され、特に、ハードウェアベースであることが好ましい。
更に、第1期間は、所定の第1ファン速度において、実験用機器の内部が存在する可能性のある、あらゆる冷媒から完全に又はほぼ完全に解放されるように選択されることが好ましい。
次いで、換気が行われた後、第2工程SC2において、所定の第1基準として、例えば、8秒間、少なくとも2500rpmのファン速度に達することを基準とすることが好ましく、かかるファンの速度は、所定の第1ファン速度と称する場合があるが、それが満足されたか否か、例えば、簡易な構造の検証装置として、第1検証装置UEP1を用いることにより検証されることが好ましい。
なお、換気の達成は、前述のように、代替的又は追加的に、より複雑な検証装置、例えば検証装置UEPを用いて実施することも好ましい。
又、内部に存在する可能性のある冷媒は、電力が供給される実験用機器における追加装置が火花による危険をもたらさないように、電力が供給される前に、完全に又はほぼ完全に除去されることが好ましい。
次いで、第3工程SC3では、ファンの制御が達成された場合(チェックマークで示される)、ファンの制御は、例えば移行装置UEGを用いて、第2制御装置に移行されることが好ましい。
なお、第2制御装置は、特に、ソフトウェア又はファームウェアベースの制御装置とすることが好ましく、制御コマンド、及び/又は、特性曲線が記憶されていることが好ましい。
一方、ファンの制御が達成されなかった場合(「x」で表示)、かかる手順を終了することが好ましい。特に、実験用機器は、記号「O」で示されるように、自動的にオフにすることが好ましい。
次いで、第4工程SC4では、所定の第2基準として、例えば、ファンは連続安全換気のための所定の最小速度を下回っておらず、かかる速度を所定の第2ファン速度と称する場合があるが、当該所定の第2ファン速度に基づいて、ファンの制御が達成されたか否かを検証することが好ましい。
一方、所定の第3基準に違反していない場合、例えば、ファン速度が所定の第3ファン速度と称する所定の臨界回転数を下回り、かかる回転数ではもはや漏れが発生した場合の安全運転が保証されない場合であるが、任意の追加工程SC4Bで、第1制御装置への制御の短時間移行が行われ、最大ファン速度の方向へ短時間ファン速度を上昇(ブースト)させることが好ましい。
その後、第4工程SC4を再度実施することが好ましい。
すなわち、オプションの追加工程SC4Bは、回数に制限を設けて実行することが好ましい。
そして、所定の第2基準がまだ満足されない場合、例えば、実験用機器(図示せず)のスイッチを切る等して、中止することが好ましい。
なお、ファン制御が達成されたか否かの確認は、検証装置(検証装置UPE又は第2検証装置UEP2等)を用いて行うことが好ましい。
そして、換気が達成された場合(例えば、チェックマークで表示されることが好ましい。)、電力を供給される追加装置は、第5段階SC5で、起動装置等を用いて、必要に応じて時間遅延(例えば、時計記号で表示されることが好ましい。)で起動されることが好ましい。すなわち、これは、実験用機器の通常運転が開始できることを意味している。
1:実験用機器
10:オン/オフスイッチ
101:実験用機器
103:電源線
11:ハウジング
2:ファン
21:ファンモータ
22:速度センサ
22-UEP:速度センサ及び検証装置間のインタフェース
22-UEP1:速度センサ及び第1検証装置間のインタフェース
22-UEP2:速度センサ及び第2検証装置間のインタフェース
3:内部領域
4:遠心分離機ロータ
5:駆動モータ
51:ロータシャフト
52:ロータベアリング
53:駆動モータ用電源ケーブル
6:エバポレータ(冷媒発生装置)
7:圧縮機(コンプレッサ)
73:コンプレッサ用電源線
8:凝縮器(コンデンサ)
9:ツグミ
LFS:起動装置
EX:外部電源
EXN:メインケーブル
KAE:冷却回路
KM:冷媒
OE1:初回オープニング
OE2:第2オープニング
ST1:第1制御装置
SC1:第1工程
ST13:第1制御装置の電源線
ST1-UEG:第1制御装置及び移行装置間のインタフェース
ST2:第2制御装置
SC2:第2工程
ST23:第2制御装置の電源線
ST2-UEG:第2制御装置及び移行装置間のインタフェース
SC3:第3工程
SC4:第4工程
SC4B:追加工程
SC5:第5工程
SCK:制御工程
UEG:移行装置
UEG-2:搬送装置及びファン間のインタフェース
UEP:検証装置
UEP1:第1検証装置
UEP2:第2検証装置
UEP23:第2検証装置の電源線
UEP2-AKE:第2検証装置及び起動装置間のインタフェース
UEP2-ST2 第2検証装置及び第2制御装置間のインタフェース
UEP2-UEG:第2検証装置及び移行装置間のインタフェース
UEP3:検証装置の電源線
UEP-AKE:認証機器及び起動機器とのインタフェース
UEP-ST1:検証装置及び第1制御装置間のインタフェース
UEP-ST2:検証装置及び第2制御装置間のインタフェース
UEP-UEG:検証装置及び移行装置間のインタフェース

Claims (13)

  1. 可燃性冷媒によって冷却される実験用機器の動作方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする実験用機器の動作方法。
    -前記実験用機器の内部領域を、ファンを用いて換気する工程であって、前記ファンの制御を、第1制御装置によって、第1期間に渡って行う工程。
    -換気が正常に行われたか否かを、所定の第1基準に基づいて検証する工程。
    -前記第1期間に渡って換気が達成された場合に、前記ファンの制御を第2制御装置に移行させる工程。
    -前記ファンが前記第2制御装置によって正常に制御されているか否かを、所定の第2基準を用いて検証する工程。
    -前記ファンが前記第2制御装置によって正常に制御された場合に、前記実験用機器の少なくとも一つの追加装置に電力が供給されるように電源を起動する工程。
  2. 前記ファンの電源は、前記内部領域を換気する前に、特に、換気する直前に起動されることを特徴とする請求項1に記載の実験用機器の動作方法。
  3. 前記ファンの電源は、前記実験用機器のスイッチオン処理によって起動されることを特徴とする請求項2に記載の実験用機器の動作方法。
  4. 前記第1制御装置は、ハードウェアベースの制御装置であることを特徴とする請求項1又は2に記載の実験用機器の動作方法。
  5. 前記第2制御装置は、ソフトウェアベース又はファームウェアベースの制御装置であることを特徴とする請求項1又は2に記載の実験用機器の動作方法。
  6. 前記第1基準は、所定の第1ファン速度を下回らないこと、又は所定の第1ファン速度に達しないこと、又はそれらを含むことを条件としていることを特徴とする請求項1又は2に記載の実験用機器の動作方法。
  7. 前記第2基準は、所定の第2ファン速度を下回らないこと、又は所定の第2ファン速度に達しないこと、又はそれらを含むことを条件としていることを特徴とする請求項1又は2に記載の実験用機器の動作方法。
  8. 前記ファンの速度が前記所定の第2ファン速度を下回る場合に、前記ファンの速度は、前記第1制御装置によって、短時間上昇させられることを特徴とする請求項7に記載の実験用機器の動作方法。
  9. 所定の第3基準を満足しない場合に、電力を供給される前記少なくとも一つの追加装置に対する電源が常時又は一時的に停止させられることを特徴とする請求項1又は2に記載の実験用機器の動作方法。
  10. 前記電力を供給される前記少なくとも一つの追加装置のための電源の起動は、前記ファンの制御を前記第2制御装置へ移行した後に開始し、第2期間の経過後にのみ行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の実験用機器の動作方法。
  11. 前記実験用機器の前記内部領域を換気する前に、前記電力を供給される前記少なくとも一つの追加装置のための電源が起動されていない状態か否か、及び/又は、前記ファンの速度の検出が適切に機能しているか否かを検証することを特徴とする請求項1又は2に記載の実験用機器の動作方法。
  12. 可燃性冷媒によって冷却される実験用機器であって、
    以下構成として、
    -前記実験用機器の内部領域を換気するように構成されたファンと、
    -前記内部領域の換気が第1期間に渡って行われるように構成された前記ファンを制御する第1制御装置と、
    -換気が第1期間に達成されたか否かを、所定の第1基準を用いて検証するように構成された検証装置と、
    -前記ファンを制御するように構成された第2制御装置と、
    -前記第1期間に渡って換気が達成された場合に、前記ファンの制御を前記第2制御装置に移行させるように構成された移行装置と、
    -前記ファンが前記第2制御装置によって正常に制御されたときに、前記実験用機器における少なくとも一つの追加装置に電力供給する電源を起動するように構成されている起動装置と、
    を備えており、
    前記検証装置は、前記第2制御装置によって、前記ファンが正常に制御されているか否かを、所定の第2基準に基づいて検証するように追加的に構成されているか、又は、前記実験用機器は、前記ファンが、前記第2制御装置によって正常に制御されているか否かを、所定の前記第2基準に基づいて検証するように構成されている第2検証装置を更に備えていることを特徴とする実験用機器。
  13. 前記実験用機器が実験用冷凍機器又は実験用遠心分離機であることを特徴とする請求項12に記載の実験用機器。
JP2022187076A 2021-12-08 2022-11-24 可燃性冷媒を用いた実験用機器の動作方法及び実験用機器 Active JP7481415B2 (ja)

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JP5861988B2 (ja) * 2011-04-15 2016-02-16 日立工機株式会社 遠心分離機
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