JP2921264B2 - 冷媒加熱器の制御装置 - Google Patents
冷媒加熱器の制御装置Info
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- JP2921264B2 JP2921264B2 JP4145369A JP14536992A JP2921264B2 JP 2921264 B2 JP2921264 B2 JP 2921264B2 JP 4145369 A JP4145369 A JP 4145369A JP 14536992 A JP14536992 A JP 14536992A JP 2921264 B2 JP2921264 B2 JP 2921264B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
- F28D7/0025—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being flat tubes or arrays of tubes
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼ガスによりフロン等
の冷媒を加熱し潜熱変化で熱交換する冷暖房装置に利用
する冷媒加熱器の制御装置に関するものである。
の冷媒を加熱し潜熱変化で熱交換する冷暖房装置に利用
する冷媒加熱器の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の被加熱側流体に冷媒を用いて、燃
焼ガスにより加熱して液状冷媒を蒸発気化させて潜熱に
より熱を運び暖房を行うものに図３に示すような冷媒加
熱暖房機がある。これは燃焼ガスと冷媒との熱交換を行
う熱交換器１と放熱器２を循環用の密閉管路３で連結す
ると共に、密閉管路３中に設けた冷媒搬送機４により冷
媒を強制循環するように構成されている。図４は、上記
熱交換器１の従来例を示したもので（特開昭５９−１０
７１６７号公報）、水平方向に延びる円筒状の筒体の内
周面に長手方向に沿い多数のフィン５を設け、外周面の
軸方向にはパイプ保持部６及び冷媒が内部を流れるパイ
プ７を設け、そして、バーナ８からの燃焼ガスを筒体内
面に沿い水平横方向に流して、冷媒搬送機４により送ら
れ、パイプ７内を流れる冷媒を加熱するものである。９
は温度検知器であり、前記パイプ保持部６の間の表面に
取り付け、冷媒が異常に温度上昇した場合、温度検知器
９が一定の温度以上になると加熱を停止するように制御
している。
焼ガスにより加熱して液状冷媒を蒸発気化させて潜熱に
より熱を運び暖房を行うものに図３に示すような冷媒加
熱暖房機がある。これは燃焼ガスと冷媒との熱交換を行
う熱交換器１と放熱器２を循環用の密閉管路３で連結す
ると共に、密閉管路３中に設けた冷媒搬送機４により冷
媒を強制循環するように構成されている。図４は、上記
熱交換器１の従来例を示したもので（特開昭５９−１０
７１６７号公報）、水平方向に延びる円筒状の筒体の内
周面に長手方向に沿い多数のフィン５を設け、外周面の
軸方向にはパイプ保持部６及び冷媒が内部を流れるパイ
プ７を設け、そして、バーナ８からの燃焼ガスを筒体内
面に沿い水平横方向に流して、冷媒搬送機４により送ら
れ、パイプ７内を流れる冷媒を加熱するものである。９
は温度検知器であり、前記パイプ保持部６の間の表面に
取り付け、冷媒が異常に温度上昇した場合、温度検知器
９が一定の温度以上になると加熱を停止するように制御
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この暖房シス
テムでは冷媒搬送に外部動力としての冷媒搬送機４が必
要であり、そこで暖房運転時のランニングコストを低減
することが望まれている。
テムでは冷媒搬送に外部動力としての冷媒搬送機４が必
要であり、そこで暖房運転時のランニングコストを低減
することが望まれている。
【０００４】暖房運転時のランニングコスト低減には冷
媒搬送用の外部動力を無くして無動力で熱搬送すること
が有効である。無動力熱搬送により冷媒加熱暖房を行う
場合、液状冷媒が加熱されて発生する気体冷媒の浮力に
よる自然循環力が重要となる。
媒搬送用の外部動力を無くして無動力で熱搬送すること
が有効である。無動力熱搬送により冷媒加熱暖房を行う
場合、液状冷媒が加熱されて発生する気体冷媒の浮力に
よる自然循環力が重要となる。
【０００５】しかしながら上記従来の構成で、冷媒加熱
の熱交換機１は、冷媒は水平方向に延びるパイプ７内を
流れるため、加熱されて気液二相混合状態の冷媒の気体
成分がスムーズに出口に向かって流れないため冷媒の淀
みを生じ、局部的な異常過熱を発生する。また筒体内の
燃焼室と熱交換部が一体であるため熱交換量が燃焼状態
により不均一となり、局部過熱を生じ冷媒の熱分解ある
いは機器の異常温度上昇など、機器の信頼性能上、課題
があった。また、冷媒が異常温度上昇する時、冷媒が潜
熱変化した後顕熱変化するため、この時、冷媒は急激に
温度上昇し、温度検知器の熱容量による応答が遅れが生
じた。そのため、冷媒が高温に過熱され熱分解を発生
し、性能劣化や腐食等機器の信頼性で問題であった。
の熱交換機１は、冷媒は水平方向に延びるパイプ７内を
流れるため、加熱されて気液二相混合状態の冷媒の気体
成分がスムーズに出口に向かって流れないため冷媒の淀
みを生じ、局部的な異常過熱を発生する。また筒体内の
燃焼室と熱交換部が一体であるため熱交換量が燃焼状態
により不均一となり、局部過熱を生じ冷媒の熱分解ある
いは機器の異常温度上昇など、機器の信頼性能上、課題
があった。また、冷媒が異常温度上昇する時、冷媒が潜
熱変化した後顕熱変化するため、この時、冷媒は急激に
温度上昇し、温度検知器の熱容量による応答が遅れが生
じた。そのため、冷媒が高温に過熱され熱分解を発生
し、性能劣化や腐食等機器の信頼性で問題であった。
【０００６】本発明は上記課題を解決するため、バーナ
等で加熱する冷媒加熱器の自然循環サイクルの自然循環
力を増進させて、円滑に冷媒を循環させて無動力熱搬送
を確実におこなわせ、高温燃焼ガスを燃焼室から均一に
熱交換部に導き冷媒の均一温度の維持とにより冷媒の熱
分解を生じなく信頼性の高いシステムとし、さらに冷媒
加熱器に冷媒が不足した場合等、冷媒が過熱された時、
直ちにこれを検知し機器の保護とシステムの動作を正常
化する。
等で加熱する冷媒加熱器の自然循環サイクルの自然循環
力を増進させて、円滑に冷媒を循環させて無動力熱搬送
を確実におこなわせ、高温燃焼ガスを燃焼室から均一に
熱交換部に導き冷媒の均一温度の維持とにより冷媒の熱
分解を生じなく信頼性の高いシステムとし、さらに冷媒
加熱器に冷媒が不足した場合等、冷媒が過熱された時、
直ちにこれを検知し機器の保護とシステムの動作を正常
化する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、冷媒入口部と冷媒出口部に連通した潜熱変化
で熱交換する熱交換部と、前記熱交換部を燃焼ガスによ
り加熱する熱源部と、前記熱交換部に設けた過熱温度検
知手段と、前記過熱温度検知手段の温度出力が一定値以
上である時は過熱信号を出力して熱源部の燃焼を停止す
る制御部を備えるとともに、前記制御部は前記過熱温度
検知手段の温度出力を一定の時間毎に入力し、この前後
の温度出力の差を演算し、この値が所定の値以上である
時は過熱信号を出力して熱源部の燃焼を停止する構成と
してある。
するため、冷媒入口部と冷媒出口部に連通した潜熱変化
で熱交換する熱交換部と、前記熱交換部を燃焼ガスによ
り加熱する熱源部と、前記熱交換部に設けた過熱温度検
知手段と、前記過熱温度検知手段の温度出力が一定値以
上である時は過熱信号を出力して熱源部の燃焼を停止す
る制御部を備えるとともに、前記制御部は前記過熱温度
検知手段の温度出力を一定の時間毎に入力し、この前後
の温度出力の差を演算し、この値が所定の値以上である
時は過熱信号を出力して熱源部の燃焼を停止する構成と
してある。
【０００８】
【作用】本発明は上記構成によって、通常時、冷媒は冷
媒受けタンクから常に液状態で冷媒入口部から熱交換部
にはいり、熱源部により熱交換部で加熱され、高温冷媒
ガスとなって冷媒出口部から出て循環する。この時、冷
媒は蒸発による潜熱で熱を搬送する。このため、熱交換
部は熱源部から加熱される熱量と冷媒に放出する熱量で
バランスしており、運転中に冷媒が外部に洩れる等、充
填量の減少あるいは循環量が減少した時等の、熱を冷媒
に正常に放出できない時は、熱交換部が急激に過熱し高
温となって冷媒並びに冷凍機油が高温劣化する。また、
異常時として、運転開始時に熱交換部に冷媒が無い時
は、熱源部により熱交換部が過熱され過熱温度検知手段
の温度出力は急激に上昇する。そこで、過熱温度検知手
段の温度出力が一定値以上になると過熱信号を制御部に
出力し熱源部の燃焼を停止して機器の保護とシステムの
動作を正常化する。
媒受けタンクから常に液状態で冷媒入口部から熱交換部
にはいり、熱源部により熱交換部で加熱され、高温冷媒
ガスとなって冷媒出口部から出て循環する。この時、冷
媒は蒸発による潜熱で熱を搬送する。このため、熱交換
部は熱源部から加熱される熱量と冷媒に放出する熱量で
バランスしており、運転中に冷媒が外部に洩れる等、充
填量の減少あるいは循環量が減少した時等の、熱を冷媒
に正常に放出できない時は、熱交換部が急激に過熱し高
温となって冷媒並びに冷凍機油が高温劣化する。また、
異常時として、運転開始時に熱交換部に冷媒が無い時
は、熱源部により熱交換部が過熱され過熱温度検知手段
の温度出力は急激に上昇する。そこで、過熱温度検知手
段の温度出力が一定値以上になると過熱信号を制御部に
出力し熱源部の燃焼を停止して機器の保護とシステムの
動作を正常化する。
【０００９】また、別の異常時として、運転開始時に熱
交換部に冷媒が有りかつ冷媒の循環が停止した時は、最
初、熱源部により熱交換部が受けた熱はこの冷媒の蒸発
潜熱に変わるため、過熱温度検知手段の温度出力の応答
が遅くなる。そこで、熱交換部に有る冷媒が全て蒸発す
るのを予知することにより、機器を停止する。すなわ
ち、過熱温度検知手段の温度出力を一定の時間毎に入力
し、この前後の温度出力を演算し、この値が所定の値以
上である時は過熱信号を出力して熱源部の燃焼を停止す
ることにより、熱交換器の冷媒が液相状態で無くなり気
相のみで顕熱による急激な上昇を検知でき、機器の保護
とシステムの動作を正常化する。そのため、冷媒加熱器
に冷媒が不足した場合等冷媒が過熱する時、直ちに冷媒
の温度を検知し機器の保護とシステムの動作を正常化で
き、冷媒の熱分解、劣化が生じ無く信頼性の高いシステ
ムになる。
交換部に冷媒が有りかつ冷媒の循環が停止した時は、最
初、熱源部により熱交換部が受けた熱はこの冷媒の蒸発
潜熱に変わるため、過熱温度検知手段の温度出力の応答
が遅くなる。そこで、熱交換部に有る冷媒が全て蒸発す
るのを予知することにより、機器を停止する。すなわ
ち、過熱温度検知手段の温度出力を一定の時間毎に入力
し、この前後の温度出力を演算し、この値が所定の値以
上である時は過熱信号を出力して熱源部の燃焼を停止す
ることにより、熱交換器の冷媒が液相状態で無くなり気
相のみで顕熱による急激な上昇を検知でき、機器の保護
とシステムの動作を正常化する。そのため、冷媒加熱器
に冷媒が不足した場合等冷媒が過熱する時、直ちに冷媒
の温度を検知し機器の保護とシステムの動作を正常化で
き、冷媒の熱分解、劣化が生じ無く信頼性の高いシステ
ムになる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１１】図１から図２において、１０は内面に断熱
材２３を設けて燃焼室１０ａを形成した円筒状の燃焼室
ケースで、底部にバーナ８を臨ませている。この燃焼室
ケース１０は先端の開口面を、多数の縦方向の高温ガス
通路１２を有する高温ガス通路体１２ａの外面に接合さ
せている。高温ガス通路体１２ａは上下に２分割して両
者間に、各高温ガス通路１２が燃焼室１０ａのガス出口
１３へ連通するように横長の入口１２ｂを形成してい
る。そして、高温ガス通路体１２ａは伝熱隔壁１１に接
合して、これに高温ガス通路１２の熱及び多数の伝熱フ
ィン２２を通じて熱を均一に伝える。１４ａは燃焼室ケ
ース１０の先端を延長して、高温ガス通路体１２ａの各
高温ガス通路１２の上下の出口側および高温ガス通路体
１２ａの左右側を囲んで排気室１４ｂを形成した排気ケ
ースで、上部に排気路１４を有する。１５は伝熱隔壁１
１の外面に熱的に接合させた熱交換部であり、縦方向の
冷媒通路１６が多数設けられている。１７は熱交換部１
５の下端に設けた入口ヘッダー管、１８は熱交換部１５
の上端に設けた出口ヘッダー管であり、それぞれ冷媒入
口管１９、冷媒出口管２０を接続し、この各々は冷媒受
けタンク３２と接続し、この冷媒受けタンク３２は冷媒
回路と接続しており、入口ヘッダー管１７の他端には下
方に曲折しオイル抜き管２１を設けてある。入口ヘッダ
ー管１７と出口ヘッダー管１８はそれぞれ縦方向の冷媒
通路１６により連通している。２２は伝熱隔壁１１の内
側に熱的に接した伝熱フィンであり、多数枚としてあ
る。燃焼室１０ａはその高温ガス通路１２と接しない残
りの外面を覆う断熱材２３を燃焼ケース１０の内部に設
けてある。高温ガス通路１２の伝熱隔壁１１の一部に、
この伝熱隔壁１１に密着して伝熱具２４を設け、この伝
熱具２４に対抗する位置の熱交換部１５に、過熱温度検
知手段として温度サーミスタ２５を取り付けた構成とし
たものである。
材２３を設けて燃焼室１０ａを形成した円筒状の燃焼室
ケースで、底部にバーナ８を臨ませている。この燃焼室
ケース１０は先端の開口面を、多数の縦方向の高温ガス
通路１２を有する高温ガス通路体１２ａの外面に接合さ
せている。高温ガス通路体１２ａは上下に２分割して両
者間に、各高温ガス通路１２が燃焼室１０ａのガス出口
１３へ連通するように横長の入口１２ｂを形成してい
る。そして、高温ガス通路体１２ａは伝熱隔壁１１に接
合して、これに高温ガス通路１２の熱及び多数の伝熱フ
ィン２２を通じて熱を均一に伝える。１４ａは燃焼室ケ
ース１０の先端を延長して、高温ガス通路体１２ａの各
高温ガス通路１２の上下の出口側および高温ガス通路体
１２ａの左右側を囲んで排気室１４ｂを形成した排気ケ
ースで、上部に排気路１４を有する。１５は伝熱隔壁１
１の外面に熱的に接合させた熱交換部であり、縦方向の
冷媒通路１６が多数設けられている。１７は熱交換部１
５の下端に設けた入口ヘッダー管、１８は熱交換部１５
の上端に設けた出口ヘッダー管であり、それぞれ冷媒入
口管１９、冷媒出口管２０を接続し、この各々は冷媒受
けタンク３２と接続し、この冷媒受けタンク３２は冷媒
回路と接続しており、入口ヘッダー管１７の他端には下
方に曲折しオイル抜き管２１を設けてある。入口ヘッダ
ー管１７と出口ヘッダー管１８はそれぞれ縦方向の冷媒
通路１６により連通している。２２は伝熱隔壁１１の内
側に熱的に接した伝熱フィンであり、多数枚としてあ
る。燃焼室１０ａはその高温ガス通路１２と接しない残
りの外面を覆う断熱材２３を燃焼ケース１０の内部に設
けてある。高温ガス通路１２の伝熱隔壁１１の一部に、
この伝熱隔壁１１に密着して伝熱具２４を設け、この伝
熱具２４に対抗する位置の熱交換部１５に、過熱温度検
知手段として温度サーミスタ２５を取り付けた構成とし
たものである。
【００１２】本実施例では、伝熱具２４、伝熱フィン２
２、伝熱隔壁１１をアルミ材とし、伝熱具２４は伝熱フ
ィン２２に嵌合した状態で伝熱隔壁１１にブレージング
ロー付けすることにより、伝熱隔壁１１と伝熱フィン２
２に伝熱具２４を密着して設けてある。この伝熱具２４
のほぼ中央に伝熱隔壁１１を貫通し、熱交換部１５の冷
媒通路１６の近傍に至る穴を設け、この穴に温度サーミ
スタ２５を熱伝導材を塗布して挿入し固定具２６で保持
している。温度サーミスタ２５の温度感温部は、先端に
設けてあり冷媒通路１６の近くに位置する。２８は冷媒
温度検知手段であり、出口管２０の外壁面に保持具２７
で咬めて取り付けた温度サーミスタである。２９は制御
部であり、温度サーミスタ２４と温度サーミスタ２８の
検出出力を入力と演算し、その結果の出力によりシステ
ムを制御するマイコン等で構成した制御部である。温度
サーミスタ２８の検出出力によりバーナ８の燃焼量を制
御する。
２、伝熱隔壁１１をアルミ材とし、伝熱具２４は伝熱フ
ィン２２に嵌合した状態で伝熱隔壁１１にブレージング
ロー付けすることにより、伝熱隔壁１１と伝熱フィン２
２に伝熱具２４を密着して設けてある。この伝熱具２４
のほぼ中央に伝熱隔壁１１を貫通し、熱交換部１５の冷
媒通路１６の近傍に至る穴を設け、この穴に温度サーミ
スタ２５を熱伝導材を塗布して挿入し固定具２６で保持
している。温度サーミスタ２５の温度感温部は、先端に
設けてあり冷媒通路１６の近くに位置する。２８は冷媒
温度検知手段であり、出口管２０の外壁面に保持具２７
で咬めて取り付けた温度サーミスタである。２９は制御
部であり、温度サーミスタ２４と温度サーミスタ２８の
検出出力を入力と演算し、その結果の出力によりシステ
ムを制御するマイコン等で構成した制御部である。温度
サーミスタ２８の検出出力によりバーナ８の燃焼量を制
御する。
【００１３】熱交換部の冷媒が減少した時の動作を図５
に示す。温度サーミスタ２５の検出出力が一定値以上９
０℃である時は、過熱信号を制御部２９が出力し、ま
た、制御部２９にて、温度サーミスタ２５の検出出力を
一定の時間毎（例えば３０秒）に入力し、この前後の温
度出力の差を演算し、この値が所定の値以上（例えば１
０ｄｅｇ）である時は過熱信号を出力して熱源部である
バーナ８の燃焼を停止する。そして、冷媒回路は、往管
３０から、復管３１に至る間に放熱用の熱交換器等（図
示せず）を接続する。往管３０、復管３１は冷媒入口管
１９、冷媒出口管２０と冷媒受タンク３２を介して接続
されている。
に示す。温度サーミスタ２５の検出出力が一定値以上９
０℃である時は、過熱信号を制御部２９が出力し、ま
た、制御部２９にて、温度サーミスタ２５の検出出力を
一定の時間毎（例えば３０秒）に入力し、この前後の温
度出力の差を演算し、この値が所定の値以上（例えば１
０ｄｅｇ）である時は過熱信号を出力して熱源部である
バーナ８の燃焼を停止する。そして、冷媒回路は、往管
３０から、復管３１に至る間に放熱用の熱交換器等（図
示せず）を接続する。往管３０、復管３１は冷媒入口管
１９、冷媒出口管２０と冷媒受タンク３２を介して接続
されている。
【００１４】上記構成において、燃料の供給装置により
供給した燃料をバーナ８で燃焼させ、燃焼室１０ａに発
生した高温ガスは燃焼ガス出口１３から入口１２ｂを通
り高温ガス通路体１２ａの上下に２分割した各々に流れ
て高温ガス通路１２と伝熱フィン２２の間の通路を通
り、高温ガス通路１２の上の出口から排気室１４ｂに流
れる高温ガスと、高温ガス通路１２の下の出口から高温
ガス通路体１２ａの左右側を囲んだ排気室１４ｂに流れ
る高温ガスは上の排気室１４ｂで合流し排気路１４に流
れる。
供給した燃料をバーナ８で燃焼させ、燃焼室１０ａに発
生した高温ガスは燃焼ガス出口１３から入口１２ｂを通
り高温ガス通路体１２ａの上下に２分割した各々に流れ
て高温ガス通路１２と伝熱フィン２２の間の通路を通
り、高温ガス通路１２の上の出口から排気室１４ｂに流
れる高温ガスと、高温ガス通路１２の下の出口から高温
ガス通路体１２ａの左右側を囲んだ排気室１４ｂに流れ
る高温ガスは上の排気室１４ｂで合流し排気路１４に流
れる。
【００１５】一方、冷媒入口管１９を通って入口ヘッダ
ー管１７に入った液冷媒は、熱交換部１５の下部より多
数の縦方向の冷媒通路１６に分流して流れ、高温ガス通
路１２内を流れる燃焼ガスおよび伝熱フィン２２から伝
熱隔壁１１を介して熱を熱交換部１５に伝熱する。した
がって、この熱交換部１５の縦方向の冷媒通路１６内の
冷媒を入口ヘッダー１７に近い下部より十分に加熱す
る。そこで加熱された液状冷媒は気化蒸発を開始し液の
中に気泡を生じる気液二相状態となる。発生した気泡は
浮力効果で縦方向に設けた冷媒通路１６内を下方から上
方に上昇する。特に燃焼ガスは燃焼室１０ａから燃焼ガ
ス出口１３を出たのち高温ガス通路１２より伝熱隔壁１
１を介し冷媒に伝熱するために、燃焼ガスの温度と流れ
が均一となり、熱交換部１５の各部を均一に加熱できス
ムーズかつ均一に冷媒を蒸発させ、かつ冷媒を局部過熱
させることがなく無動力熱搬送を確実におこなわせ冷媒
の熱分解を生じない。そして、熱交換部１５の冷媒通路
１６を均一加熱できることにより冷媒通路１６の各々の
流量が均等となり全体としての抵抗を低減させ、気泡上
昇力は強められ自然循環力が強くなり上部へ冷媒を送る
気泡ポンプ作用が発生する。
ー管１７に入った液冷媒は、熱交換部１５の下部より多
数の縦方向の冷媒通路１６に分流して流れ、高温ガス通
路１２内を流れる燃焼ガスおよび伝熱フィン２２から伝
熱隔壁１１を介して熱を熱交換部１５に伝熱する。した
がって、この熱交換部１５の縦方向の冷媒通路１６内の
冷媒を入口ヘッダー１７に近い下部より十分に加熱す
る。そこで加熱された液状冷媒は気化蒸発を開始し液の
中に気泡を生じる気液二相状態となる。発生した気泡は
浮力効果で縦方向に設けた冷媒通路１６内を下方から上
方に上昇する。特に燃焼ガスは燃焼室１０ａから燃焼ガ
ス出口１３を出たのち高温ガス通路１２より伝熱隔壁１
１を介し冷媒に伝熱するために、燃焼ガスの温度と流れ
が均一となり、熱交換部１５の各部を均一に加熱できス
ムーズかつ均一に冷媒を蒸発させ、かつ冷媒を局部過熱
させることがなく無動力熱搬送を確実におこなわせ冷媒
の熱分解を生じない。そして、熱交換部１５の冷媒通路
１６を均一加熱できることにより冷媒通路１６の各々の
流量が均等となり全体としての抵抗を低減させ、気泡上
昇力は強められ自然循環力が強くなり上部へ冷媒を送る
気泡ポンプ作用が発生する。
【００１６】冷媒通路１６の上端に達した冷媒は出口ヘ
ッダー管１８に流入し冷媒出口管２０より気液分離タン
ク３２に流れ、分離したガス冷媒は往管３０から放熱用
の熱交換器（図示せず）に向かって流出する。この熱交
換器の放熱量の変動に対して、冷媒の温度を温度センサ
２８で常に検知し、一定の温度になるようにバーナ８の
燃焼量を制御部２９でコントロールする。
ッダー管１８に流入し冷媒出口管２０より気液分離タン
ク３２に流れ、分離したガス冷媒は往管３０から放熱用
の熱交換器（図示せず）に向かって流出する。この熱交
換器の放熱量の変動に対して、冷媒の温度を温度センサ
２８で常に検知し、一定の温度になるようにバーナ８の
燃焼量を制御部２９でコントロールする。
【００１７】また、高温ガス通路１２を高温ガス通路体
１２ａで形成し、かつ伝熱隔壁１１と密着した熱交換部
１５で構成した二重壁構成により、前記内壁から伝熱フ
ィン２２を通じて冷媒通路１６に伝熱するため、伝熱効
率が上昇しまた多孔管構成の熱交換部１５で構成した二
重壁構成による冷媒の燃焼ガス部への洩れ防止と高温の
燃焼室１０ａと冷媒通路１６を高温ガス通路体１２ａで
完全に分離したため局部過熱による冷媒の熱分解、劣化
が生じ無く信頼性の高いシステムである。燃焼室１０ａ
の高温ガス通路１２と接しない燃焼室ケース１０の内面
は断熱材２３で覆い放熱を防止する。
１２ａで形成し、かつ伝熱隔壁１１と密着した熱交換部
１５で構成した二重壁構成により、前記内壁から伝熱フ
ィン２２を通じて冷媒通路１６に伝熱するため、伝熱効
率が上昇しまた多孔管構成の熱交換部１５で構成した二
重壁構成による冷媒の燃焼ガス部への洩れ防止と高温の
燃焼室１０ａと冷媒通路１６を高温ガス通路体１２ａで
完全に分離したため局部過熱による冷媒の熱分解、劣化
が生じ無く信頼性の高いシステムである。燃焼室１０ａ
の高温ガス通路１２と接しない燃焼室ケース１０の内面
は断熱材２３で覆い放熱を防止する。
【００１８】そして、通常運転中、冷媒は戻り管３１、
冷媒入口管１９から入口ヘッダ管１７から熱交換部１５
の冷媒通路部材１６にはいり、熱源部であるバーナ８に
より熱交換部１５で加熱され、高温冷媒ガスとなって冷
媒出口管２０から往管３０に流出し循環する。冷媒は蒸
発による潜熱で搬送するため、冷媒の圧力に応じて常に
一定温度であり、冷媒出口管２０に設けた温度サーミス
タ２８により検知した熱交換部１５から出る冷媒温度と
熱交換部１５に設けた温度サーミスタ２５により検知し
た熱交換部の温度はほぼ同じ温度となり、熱交換部は熱
源部から加熱される熱量と冷媒に放出する熱量でバラン
スして一定の温度に平衡し保っている。
冷媒入口管１９から入口ヘッダ管１７から熱交換部１５
の冷媒通路部材１６にはいり、熱源部であるバーナ８に
より熱交換部１５で加熱され、高温冷媒ガスとなって冷
媒出口管２０から往管３０に流出し循環する。冷媒は蒸
発による潜熱で搬送するため、冷媒の圧力に応じて常に
一定温度であり、冷媒出口管２０に設けた温度サーミス
タ２８により検知した熱交換部１５から出る冷媒温度と
熱交換部１５に設けた温度サーミスタ２５により検知し
た熱交換部の温度はほぼ同じ温度となり、熱交換部は熱
源部から加熱される熱量と冷媒に放出する熱量でバラン
スして一定の温度に平衡し保っている。
【００１９】異常時の熱交換部の温度を図５に示す。運
転中に冷媒が外部に洩れるなど充填量の減少あるいは循
環量が減少した時等、熱を冷媒に正常に放出できない
時、熱交換部１５は、冷媒が潜熱変化から顕熱変化に移
行し、冷媒の温度が急激に温度上昇するため、過熱温度
検知手段の温度サーミスタ２５は急速に上昇し応答遅れ
無く検知し、制御部は動作する。また、異常時として、
運転開始時に熱交換部の冷媒通路部材１５に冷媒が無い
時は、同様に、バーナ８により熱交換部１５が過熱され
温度サーミスタ２５の温度出力は急激に上昇する。そこ
で、温度サーミスタ２５の出力が一定値以上になると過
熱信号を制御部２９に出力し、制御部２９はただちに燃
焼を停止するように動作して機器の保護とシステムの動
作を正常化する。そして、別の異常時として、運転開始
時に熱交換部１５に冷媒が有りかつ冷媒の循環が停止し
た時は、図５に示すように、最初、バーナ８により熱交
換部１５が受けた熱はこの冷媒の蒸発潜熱に変わるた
め、過熱温度検知手段の温度サーミスタ２５の出力の応
答が遅くなる。そこで、熱交換部１５に有る冷媒が全て
蒸発するのを予知することにより、機器を停止する。す
なわち、バーナ８により加熱を始め熱交換部１５の冷媒
が蒸発し始めると、同時に、熱交換部１５に取付けた温
度サーミスタ２５の出力は少しづつ上昇する。温度サー
ミスタ２５の最初の温度上昇は、熱交換部１５の各部分
の熱容量や周囲の温度の影響を受けてその温度上昇カー
ブは多少は変化する。温度サーミスタ２５の出力を一定
の時間毎（３０秒）に制御部２９に入力し、この前後の
温度出力の差を演算する。そして、熱交換部１５に有る
冷媒が全て蒸発して冷媒が液相状態で無くなり気相のみ
で顕熱による熱搬送を開始する時、温度サーミスタ２５
の出力が急激に上昇するため、演算した前後の温度出力
の差の値が急激に大きくなる（１０ｄｅｇ）。そこで、
熱交換部１５の冷媒が完全に無くなる前にこの異常を予
知することが可能となり、図５に示す破線の温度とな
る。このため応答遅れによる熱交換部１５の異常な高温
になることがなく、機器の保護とシステムの動作を正常
化する。前述の冷媒が無い時の運転開始時に上記制御を
行なうと図５に示す様に熱交換部１５の熱ストレスを小
さくできる。それによって、冷媒加熱器に冷媒が不足し
た場合等冷媒が過熱する時、直ちに冷媒の温度を検知し
機器の保護とシステムの動作を正常化でき、冷媒の熱分
解、劣化が生じ無く信頼性の高いシステムにできる。
転中に冷媒が外部に洩れるなど充填量の減少あるいは循
環量が減少した時等、熱を冷媒に正常に放出できない
時、熱交換部１５は、冷媒が潜熱変化から顕熱変化に移
行し、冷媒の温度が急激に温度上昇するため、過熱温度
検知手段の温度サーミスタ２５は急速に上昇し応答遅れ
無く検知し、制御部は動作する。また、異常時として、
運転開始時に熱交換部の冷媒通路部材１５に冷媒が無い
時は、同様に、バーナ８により熱交換部１５が過熱され
温度サーミスタ２５の温度出力は急激に上昇する。そこ
で、温度サーミスタ２５の出力が一定値以上になると過
熱信号を制御部２９に出力し、制御部２９はただちに燃
焼を停止するように動作して機器の保護とシステムの動
作を正常化する。そして、別の異常時として、運転開始
時に熱交換部１５に冷媒が有りかつ冷媒の循環が停止し
た時は、図５に示すように、最初、バーナ８により熱交
換部１５が受けた熱はこの冷媒の蒸発潜熱に変わるた
め、過熱温度検知手段の温度サーミスタ２５の出力の応
答が遅くなる。そこで、熱交換部１５に有る冷媒が全て
蒸発するのを予知することにより、機器を停止する。す
なわち、バーナ８により加熱を始め熱交換部１５の冷媒
が蒸発し始めると、同時に、熱交換部１５に取付けた温
度サーミスタ２５の出力は少しづつ上昇する。温度サー
ミスタ２５の最初の温度上昇は、熱交換部１５の各部分
の熱容量や周囲の温度の影響を受けてその温度上昇カー
ブは多少は変化する。温度サーミスタ２５の出力を一定
の時間毎（３０秒）に制御部２９に入力し、この前後の
温度出力の差を演算する。そして、熱交換部１５に有る
冷媒が全て蒸発して冷媒が液相状態で無くなり気相のみ
で顕熱による熱搬送を開始する時、温度サーミスタ２５
の出力が急激に上昇するため、演算した前後の温度出力
の差の値が急激に大きくなる（１０ｄｅｇ）。そこで、
熱交換部１５の冷媒が完全に無くなる前にこの異常を予
知することが可能となり、図５に示す破線の温度とな
る。このため応答遅れによる熱交換部１５の異常な高温
になることがなく、機器の保護とシステムの動作を正常
化する。前述の冷媒が無い時の運転開始時に上記制御を
行なうと図５に示す様に熱交換部１５の熱ストレスを小
さくできる。それによって、冷媒加熱器に冷媒が不足し
た場合等冷媒が過熱する時、直ちに冷媒の温度を検知し
機器の保護とシステムの動作を正常化でき、冷媒の熱分
解、劣化が生じ無く信頼性の高いシステムにできる。
【００２０】また、熱源部であるバーナ８による熱交換
部を加熱する入力量を、加熱開始からすくなくとも、一
定時間内は一定の入力量とすることにより加熱量を一定
に保ち、バーナ８により加熱を始め熱交換部１５の冷媒
が蒸発し始める時に、熱交換部１５の温度サーミスタ２
５の出力の温度上昇は、安定した温度上昇カーブとな
り、温度サーミスタ２５の出力差による判定する所定の
値を小さく設定しても誤動作が生じない。このため、よ
り早く異常を検知することが可能となり、機器の異常に
よる過熱をより少なくなり、熱交換器、冷媒等に加わる
熱的ストレスを小さく、耐久的性に信頼性が向上する。
部を加熱する入力量を、加熱開始からすくなくとも、一
定時間内は一定の入力量とすることにより加熱量を一定
に保ち、バーナ８により加熱を始め熱交換部１５の冷媒
が蒸発し始める時に、熱交換部１５の温度サーミスタ２
５の出力の温度上昇は、安定した温度上昇カーブとな
り、温度サーミスタ２５の出力差による判定する所定の
値を小さく設定しても誤動作が生じない。このため、よ
り早く異常を検知することが可能となり、機器の異常に
よる過熱をより少なくなり、熱交換器、冷媒等に加わる
熱的ストレスを小さく、耐久的性に信頼性が向上する。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、冷媒入口
部と冷媒出口部に連通した潜熱変化で熱交換する熱交換
部と、前記熱交換部を燃焼ガスにより加熱する熱源部
と、前記熱交換部に設けた過熱温度検知手段と、前記過
熱温度検知手段の温度出力が一定値以上である時は過熱
信号を出力して熱源部の燃焼を停止する制御部を備える
とともに、前記制御部は前記過熱温度検知手段の温度出
力を一定の時間毎に入力し、この前後の温度出力の差を
演算し、この値が所定の値以上である時は過熱信号を出
力して熱源部の燃焼を停止する。また熱交換部を過熱す
るための熱源部の入力量を、過熱開始からすくなくと
も、一定時間内は一定の入力量としたものであるから、
次の効果が得られる。 （１）運転中に冷媒が外部に洩れるあるいは循環量が減
少した時は、過熱温度検知手段の温度出力が一定値以上
になると過熱信号を制御部から出力することにより、機
器の保護とシステムの動作を正常化できる。また、運転
開始時に熱交換部に冷媒が有り、かつ冷媒の循環が停止
した時も、応答遅れなく直ちに冷媒の温度を検知し機器
の保護とシステムの動作を正常化でき、冷媒の熱分解、
劣化が生じ無く信頼性の高いシステムにできる。 （２）制御部は熱交換部を加熱するための熱源部の入力
量を、加熱開始からすくなくとも、一定時間内は一定の
入力量とすることにより、冷媒加熱温度検知手段の出力
の所定の値を高精度に設定でき、より早く異常を検知で
きる。
部と冷媒出口部に連通した潜熱変化で熱交換する熱交換
部と、前記熱交換部を燃焼ガスにより加熱する熱源部
と、前記熱交換部に設けた過熱温度検知手段と、前記過
熱温度検知手段の温度出力が一定値以上である時は過熱
信号を出力して熱源部の燃焼を停止する制御部を備える
とともに、前記制御部は前記過熱温度検知手段の温度出
力を一定の時間毎に入力し、この前後の温度出力の差を
演算し、この値が所定の値以上である時は過熱信号を出
力して熱源部の燃焼を停止する。また熱交換部を過熱す
るための熱源部の入力量を、過熱開始からすくなくと
も、一定時間内は一定の入力量としたものであるから、
次の効果が得られる。 （１）運転中に冷媒が外部に洩れるあるいは循環量が減
少した時は、過熱温度検知手段の温度出力が一定値以上
になると過熱信号を制御部から出力することにより、機
器の保護とシステムの動作を正常化できる。また、運転
開始時に熱交換部に冷媒が有り、かつ冷媒の循環が停止
した時も、応答遅れなく直ちに冷媒の温度を検知し機器
の保護とシステムの動作を正常化でき、冷媒の熱分解、
劣化が生じ無く信頼性の高いシステムにできる。 （２）制御部は熱交換部を加熱するための熱源部の入力
量を、加熱開始からすくなくとも、一定時間内は一定の
入力量とすることにより、冷媒加熱温度検知手段の出力
の所定の値を高精度に設定でき、より早く異常を検知で
きる。
【図１】本発明の一実施例におけるす熱交換器の要部断
面の斜視図
面の斜視図
【図２】同熱交換器の熱交換部部分の断面図
【図３】従来の冷媒加熱機の回路構成図
【図４】従来の冷媒加熱機の外観斜視図
【図５】熱交換器の冷媒が減少した時の温度変化図
８ バーナ（熱源部） １５ 熱交換部 １７ 入口ヘッダ管（冷媒入口部） １８ 出口ヘッダ管（冷媒出口部） ２５ 過熱温度検知手段 ２９ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F24D 7/00 F28D 15/02 101
Claims (2)
- 【請求項１】 冷媒入口部と冷媒出口部に連通した潜熱
変化で熱交換する熱交換部と、前記熱交換部を燃焼ガス
により加熱する熱源部と、前記熱交換部に設けた過熱温
度検知手段と、前記過熱温度検知手段の温度出力が一定
値以上である時は過熱信号を出力して熱源部の燃焼を停
止する制御部を備えるとともに、前記制御部は前記過熱
温度検知手段の温度出力を一定の時間毎に入力し、この
前後の温度出力の差を演算し、この値が所定の値以上で
ある時は過熱信号を出力して熱源部の燃焼を停止する冷
媒加熱器の制御装置。 - 【請求項２】 熱交換部を加熱するための熱源部の入力
量を、加熱開始からすくなくとも、一定時間内は一定の
入力量とした請求項１記載の冷媒加熱器の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145369A JP2921264B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 冷媒加熱器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145369A JP2921264B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 冷媒加熱器の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340550A JPH05340550A (ja) | 1993-12-21 |
| JP2921264B2 true JP2921264B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=15383630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4145369A Expired - Lifetime JP2921264B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 冷媒加熱器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921264B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013179466A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | トヨタ自動車株式会社 | 排気熱回収装置 |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP4145369A patent/JP2921264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05340550A (ja) | 1993-12-21 |
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