JP3599790B2 - 液面制御方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、吸収式冷凍機の高温再生器などにおいて液面が所定の範囲に収まるように制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の技術として、複数の電極棒を使用する図5に示した装置が、特公昭60−22255号公報に提案されている。
【0003】
図5において、1はガスあるいはオイルなどの燃焼加熱室2と、この加熱室に連なる複数の排熱管3を有し、稀液より冷媒を加熱分離する(直焚式)高温再生器、4はこの高温再生器から送出された冷媒蒸気を熱源として中間液の冷媒をさらに加熱分離する低温再生器、5は前記両再生器1・4から流入する冷媒を冷却器6によって凝縮し、且つ冷却する凝縮器、7は前記凝縮器5からの冷媒液を散布し、気化させる際の潜熱を利用して冷水器8から冷房用冷水を得るようにした蒸発器、9は前記低温発生器4で冷媒が分離された濃液を散布して器内の冷媒蒸気を吸収することにより、蒸発器7の内部を低圧に維持し、連続して冷水の供給を行えるようにした吸収器、10および11は低温熱交換器と高温熱交換器であり、これらは冷媒導管12、冷媒液流下管13、冷媒ポンプ14を有する冷媒循環路15、吸収液ポンプ16を有する稀液配管17、18、19、中間液配管20、21、および濃液配管22、23により接続して冷凍サイクルを構成しており、24は前記高温再生器1に付設した温水器である。
【0004】
そして、高温再生器1の内部と連通して側壁部に設けた液面検出用のボックス25に、4本の異なる長さの電極棒26・27・28・29を設置し、液面42が上昇して電極棒29の先端が導電性の吸収液41に触れると、電極棒29に電流が流れてリレー接点31が切れ、これにより吸収液ポンプ16が運転を停止して吸収器9から高温再生器1への送液が停止され、液面42が低下して復帰用の電極棒28の先端が吸収液41から離れると、電極棒28に電流が流れなくなってリレー接点31が繋がり、これにより吸収液ポンプ16が運転を再開して吸収器9から高温再生器1への送液が再開され、最低液面検出用の電極棒27の先端より液面42が下がると、高温再生器1における吸収液41が少なくなり過ぎて高温再生器1の温度が急上昇する危険があるので、燃焼加熱室2の燃焼を停止して吸収式冷凍機を緊急停止させるようになっている。なお、電極棒26はアース用の電極棒である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の装置においては、吸収液41の液面42を検知して吸収液ポンプ16の運転を単にオン/オフする制御であるため、a.オン/オフ回数が多く、吸収液ポンプ16の劣化が早くから起こって装置寿命が短い、b.オン/オフする度に液面が乱れ、制御性が低い、c.電極棒の数が多いので、電極棒・液面検出ボックスの取り付け箇所から空気が漏れ込むなどの機械的故障が発生し易いと云った問題点があり、これらの解決が課題となっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、液面が所低のレベルに達しているか否かでオン/オフ信号の切替出力が可能に設置した液面検出手段が出力するオン/オフ信号それぞれに適宜の数値を割り当て、液面検出手段が所定時間毎に出力するオン/オフ信号により形成された数値列の移動平均値を演算算出し、液面検出部と連通可能に配管接続した送液路のポンプに供給する電力の周波数を前記移動平均値に基づいて制御する第1の構成の液面制御方法と、
【0007】
前記第1の構成の液面制御方法において、前記ポンプに所定の下限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が増加して所定値に達した時には前記ポンプの運転を停止するようにした第2の構成の液面制御方法と、
【0008】
前記第1の構成の液面制御方法において、前記ポンプに所定の上限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が減少して所定値に達した時には所要の安全装置を始動させるようにした第3の構成の液面制御方法と、
【0009】
前記第1の構成の液面制御方法において、前記ポンプに所定の下限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が増加して所定値に達した時には前記ポンプの運転を停止し、前記ポンプに所定の上限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が減少して所定値に達した時には所要の安全装置を始動させるようにした第4の構成の液面制御方法と、
を提供し、前記従来技術の課題を解決するものである。
【0010】
【作用】
液面検出手段が出力するオン/オフ信号それぞれに適宜の数値を割り当て、液面検出手段が所定時間毎に出力するオン/オフ信号により形成された数値列の移動平均値を演算算出し、その移動平均値により送液路のポンプに供給する電力の周波数が制御されるので、ポンプは回転数制御が行われてオン/オフ回数が減少する。このため、装置寿命が長くなると共に、液面の乱れが減少して制御性が向上する。
【0011】
また、前記ポンプに所定の下限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が増加して所定値に達した時には前記ポンプの運転を停止し、前記ポンプに所定の上限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が減少して所定値に達した時には所要の安全装置が始動するので、液面が所定の範囲に制御されて安全性が高い。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1〜図4に基づいてさらに詳細に説明する。なお、図5に示した従来装置と同様の機能を持つ部分には同一の符号を付し、本発明の理解を妨げない範囲で説明を省略した。
【0013】
図3は装置構成の概略を示したもので、32はマイコンなどを備えた制御装置であり、液面検出用のボックス25に設置した電極棒26・30とリレー接点31からなる液面検出手段33が定期的に出力するオン/オフ信号に基づいて、吸収液ポンプ16の回転を制御するようになっている。
【0014】
すなわち、上記構成の液面検出手段33においては、電極棒26・30間に所定の電圧(例えば、12V)が印加された状態で、導電性の吸収液41の液面42が電極棒30の先端より上昇して電極棒26・30間に導通があると、リレー接点31からオン信号(例えば、0Vの電圧)を制御装置32に向けて出力し、液面42が電極棒30の先端より下がって電極棒26・30間の導通が途切れると、リレー接点31からオフ信号(例えば、5Vの電圧)を制御装置32に向けて出力するように電気回路が構成されている。なお、リレー接点31から制御装置32にオン/オフ信号を出力する間隔は、一定(例えば、1〜30秒の範囲で選択可)である。
【0015】
そして、マイコンなどによる記憶演算処理機能を備えた前記制御装置32は、液面検出手段33から入力されるオン/オフ信号に基づいて周波数変換装置34で吸収液ポンプ16に供給する電力の周波数を変換するようになっている。
【0016】
具体的な一制御例を説明すると、制御装置32に液面検出手段33から例えば5秒間隔で図1(A)のようにオン/オフ信号が入力されると、制御装置32は記憶部にこのデータを順次記憶(但し、データ数が所定の数を越えると古いデータから順次消去する)し、演算処理部において例えばオフ信号を0、オン信号を1として、オン/オフ信号により形成された数値列(例えば150秒間のデータ数31)の移動平均値Mを相加平均法によってその都度演算して算出する。
【0017】
また、制御装置32の記憶部には移動平均値Mと吸収液ポンプ16に供給する電力の周波数Hとの関係を、例えば図2に例示したように、すなわち移動平均値Mが0〜0.2未満では周波数H=60Hz、移動平均値Mが0.2〜0.7未満では周波数Hが移動平均値Mに比例(但し、比例係数は負)し、移動平均値Mが0.7〜0.8未満では周波数H=30Hz、移動平均値Mが0.8〜1では周波数H=0Hzの関係を記憶しておき、液面検出手段33が出力するオン/オフ信号に基づいて演算算出した図1(B)の移動平均値M毎に、吸収液ポンプ16に供給する電力の周波数Hをその都度算出する(図1(C))。
【0018】
そして、制御装置32はさらに吸収液ポンプ16に供給する商用電源の周波数を、周波数変換装置34において図1(C)の周波数Hに変換して吸収液ポンプ16の回転数を制御する機能と、吸収液ポンプ16に最高の60Hzを供給してこれを運転しても液面42が上昇せず、オフ信号の出力が続いて移動平均値Mが例えば0.1以下に低下すると、高温再生器1内の吸収液41が不足し、高温再生器1の温度が急上昇する危険があるので、燃焼加熱室2の加熱を停止させるなどの緊急安全装置を作動させる機能とを持っている。
【0019】
従って、本願発明の液面制御方法によれば、単にオン/オフ信号を出力するだけの液面検出手段33を用いた液面制御であるにも拘らず、吸収液ポンプ16の定格運転と停止の組み合わせによる液面制御ではなく、吸収液ポンプ16の回転数を変化させる液面制御となるので、吸収液ポンプ16がオン/オフされる回数が減少して装置の寿命が延びるだけでなく、液面42の乱れも減少する。
【0020】
しかも、吸収液ポンプ16を所定の下限の周波数30Hzで運転していても液面検出手段33からオフ信号が依然として出力されず、移動平均値Mが増加して所定の0.8に達すると、吸収液ポンプ16に供給される電力周波数Hは0Hzとなって吸収液ポンプ16の回転が停止し、液面42の更なる上昇が抑えられる。一方、吸収液ポンプ16を所定の上限周波数60Hzで運転していても依然として液面検出手段33からオン信号が出力されず、移動平均値Mが減少して所定値の0.1に達した時には所要の安全装置が作動するので、液面42が所定の範囲から外れることなく制御されて安全性が高い。
【0021】
なお、液面検出手段33を設置する液面検出用のボックス25は、高温再生器1の外壁部に設けられ、高温再生器1の内部と連通して吸収液41と冷媒蒸気(図示せず)とが自由に出入りすることができるように、隔壁部の上下二箇所に液孔25Aと蒸気孔25Bとを備えている。
【0022】
液面検出用のボックス25を上記のように設置することにより、高温再生器1の吸収液41とボックス25の吸収液41とは殆ど同程度の温度になり、しかも燃焼加熱室2でガスやオイルを燃焼して高温再生器1の吸収液41を加熱沸騰させ、冷媒を蒸発分離する際にも、ボックス25にある吸収液41は殆ど泡立つことがない。このため、液面検出手段33は吸収液41の液面42のレベルを正しく評価してオン/オフ信号を出力することができる。また、こうして求めた液面42は、高温再生器1内の沸騰して泡立っている吸収液41の実質的な液面レベル(図示せず)に等しく、吸収液ポンプ16の回転数を制御して、吸収液41の高温再生器1への供給量を制御する上で好都合である。
【0023】
ところで、本発明は上記実施例に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【0024】
例えば、移動平均値Mと吸収液ポンプ16に供給する電力の周波数Hとの関係を、図4のように記憶して制御することも可能である。但し、この場合は移動平均値Mが所定時間連続して0となって、吸収液ポンプ16が所定時間連続して上限周波数60Hzで運転された時には所要の安全装置が作動し、移動平均値Mが所定時間連続して1となって、吸収液ポンプ16が所定時間連続して下限の周波数30Hzで運転された時にはこの運転を停止するなどの時間による制御を組み合わせることが好ましい。
【0025】
また、移動平均値Mはオフ信号を1、オン信号を2などとして、相乗平均法などにより演算算出しても良い。
【0026】
また、液面42を検出する手段はフロートスイッチなどにより、オン/オフ信号を出力するように構成しても良い。また、吸収冷凍機以外の機器などに送液する際の制御とすることも勿論可能である。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、液面が所低のレベルに達しているか否かでオン/オフ信号の切替出力が可能に設置した液面検出手段が出力するオン/オフ信号それぞれに適宜の数値を割り当て、液面検出手段が所定時間毎に出力するオン/オフ信号により形成された数値列の移動平均値を演算算出し、液面検出部と連通可能に配管接続した送液路のポンプに供給する電力の周波数を前記移動平均値に基づいて制御する液面制御方法であり、
【0028】
前記ポンプに所定の下限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が増加して所定値に達した時に、前記ポンプの運転を停止する液面制御方法であり、
【0029】
前記ポンプに所定の上限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が減少して所定値に達した時に、所要の安全装置を始動させる液面制御方法であり、
【0030】
前記ポンプに所定の下限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が増加して所定値に達した時には前記ポンプの運転を停止し、前記ポンプに所定の上限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が減少して所定値に達した時には所要の安全装置を始動させる液面制御方法であるので、
【0031】
ポンプのオン/オフ回数が減少し、これによりポンプ寿命が延びると共に、液面の乱れが減少して制御性が向上する。また、液面検出手段の構成部品点数が減少したので、設置部から空気が漏れ込むと云った機械的な故障が減少するなど、顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】周波数変換要領を示す説明図である。
【図2】移動平均値と変換周波数との関係を示す説明図である。
【図3】装置構成を示す説明図である。
【図4】変形実施の説明図である。
【図5】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
1 高温再生器
2 燃焼加熱室
4 低温再生器
5 凝縮器
7 蒸発器
9 吸収器
10 低温熱交換器
11 高温熱交換器
16 吸収液ポンプ
25 (液面検出の)ボックス
25A 液孔
25B 蒸気孔
26・27・28・29・30 電極棒
31 リレー接点
32 制御装置
33 液面検出手段
34 周波数変換装置
41 吸収液
42 液面
Claims (4)
- 液面が所低のレベルに達しているか否かでオン/オフ信号の切替出力が可能に設置した液面検出手段が出力するオン/オフ信号それぞれに適宜の数値を割り当て、液面検出手段が所定時間毎に出力するオン/オフ信号により形成された数値列の移動平均値を演算算出し、液面検出部と連通可能に配管接続した送液路のポンプに供給する電力の周波数を前記移動平均値に基づいて制御することを特徴とする液面制御方法。
- 液面が所低のレベルに達しているか否かでオン/オフ信号の切替出力が可能に設置した液面検出手段が出力するオン/オフ信号それぞれに適宜の数値を割り当て、液面検出手段が所定時間毎に出力するオン/オフ信号により形成された数値列の移動平均値を演算算出し、液面検出部と連通可能に配管接続した送液路のポンプに供給する電力の周波数を前記移動平均値に基づいて制御する液面制御方法において、前記ポンプに所定の下限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が増加して所定値に達した時、前記ポンプの運転を停止することを特徴とする液面制御方法。
- 液面が所低のレベルに達しているか否かでオン/オフ信号の切替出力が可能に設置した液面検出手段が出力するオン/オフ信号それぞれに適宜の数値を割り当て、液面検出手段が所定時間毎に出力するオン/オフ信号により形成された数値列の移動平均値を演算算出し、液面検出部と連通可能に配管接続した送液路のポンプに供給する電力の周波数を前記移動平均値に基づいて制御する液面制御方法において、前記ポンプに所定の上限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が減少して所定値に達した時、所要の安全装置を始動させることを特徴とする液面制御方法。
- 液面が所低のレベルに達しているか否かでオン/オフ信号の切替出力が可能に設置した液面検出手段が出力するオン/オフ信号それぞれに適宜の数値を割り当て、液面検出手段が所定時間毎に出力するオン/オフ信号により形成された数値列の移動平均値を演算算出し、液面検出部と連通可能に配管接続した送液路のポンプに供給する電力の周波数を前記移動平均値に基づいて制御する液面制御方法において、前記ポンプに所定の下限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が増加して所定値に達した時には前記ポンプの運転を停止し、前記ポンプに所定の上限周波数の電力を供給して運転しても前記移動平均値が減少して所定値に達した時には所要の安全装置を始動させることを特徴とする液面制御方法。
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