JP5412129B2 - 故障予測装置 - Google Patents

Description

本発明は、故障予測装置に関する。

圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器をそれぞれ有するとともに、沸点の異なる冷媒（低沸点冷媒及び高沸点冷媒）がそれぞれ封入された２つの冷凍回路から構成され、高沸点冷媒側の冷凍回路の蒸発器と低沸点冷媒側の冷凍回路の凝縮器とを熱交換可能に有するカスケードコンデンサ内で同蒸発器が同凝縮器を冷却することによって、低沸点冷媒側の冷凍回路の蒸発器を通じて庫内を目標温度（−７０℃以下）まで冷却する二元冷凍回路を備えた冷却貯蔵庫が知られている。

この冷却貯蔵庫には、庫内温度を目標温度に維持するべく、例えば冷凍回路の圧縮機のオン・オフ状態を制御する制御装置が設けられている。

ここで、もし一方の冷凍回路の圧縮機が故障して動作不良となった場合、制御装置による制御が効き難くなって庫内温度が上昇するため、この状態を放置し続けると、庫内の収納物が溶けてしまう虞がある。

このような事故を未然に防止するために、例えば、特許文献１に開示された冷却貯蔵庫に設けられた制御装置は、庫内温度の異常上昇を判別すると、冷却貯蔵庫の管理者（又は使用者）に対し所定の通信手段を介して警報を発するようになっている。尚、庫内温度の異常上昇は、例えば庫内の検出温度が異常温度とされる所定値を超えたことを以って判別される。

特開平６−８８６６６号公報

しかしながら、前述した特許文献１に開示された冷却貯蔵庫は、庫内温度が異常上昇した時点で警報を発するため、例えば、管理者がこの警報を受けたとき、庫内の収納物が既に溶けてしまっている虞がある。

また、庫内の検出温度は、扉の開閉や冷却貯蔵庫の周囲温度等の影響を受け易いため、例えば、このような外乱によって庫内の検出温度が一時的に上昇する都度、管理者に対し誤報の警報が発せられるという問題がある。

前記課題を解決するための発明は、高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側膨張弁、高温側蒸発器が第１冷媒配管で環状に接続され、高沸点冷媒が前記第１冷媒配管に封入された高温側冷凍回路と、低温側圧縮機、前記高温側蒸発器と熱交換を行う低温側凝縮器、低温側膨張弁、低温側蒸発器が第２冷媒配管で環状に接続され、前記高沸点冷媒の沸点よりも低い沸点の低沸点冷媒が前記第２冷媒配管に封入された低温側冷凍回路と、を有し、前記低温側蒸発器での前記低沸点冷媒の蒸発作用により庫内の温度を−７０℃以下の目標温度とするべく前記庫内を冷却する二元冷凍回路と、前記高温側蒸発器及び前記低温側凝縮器からなるカスケードコンデンサの前記高温側蒸発器の出口側の温度を検出する第１温度センサと、前記庫内の温度を検出する第２温度センサと、を有する冷却貯蔵庫と、前記第２温度センサの検出温度が前記目標温度を維持できなくなる限界での前記第１温度センサの検出温度である限界温度よりも低い温度を第１温度としたとき、前記高温側圧縮機が運転されているときの前記第１温度センサの検出温度が第１所定時間以上連続して前記第１温度よりも高い場合、前記庫内の冷却運転の故障を予測する制御装置と、を備えた故障予測装置である。

本発明によれば、冷却貯蔵庫の庫内の冷却運転の故障を迅速且つ正確に予測できる。

本実施の形態の故障予測システムの一例のブロック図である。 本実施の形態の二元冷凍回路の一例の回路図である。 本実施の形態の紐付けデータ１２１ａの構成例を示す図表である。 本実施の形態の紐付けデータ１２１ｂの構成例を示す図表である。 本実施の形態の紐付けデータ１２１ｃの構成例を示す図表である。 本実施の形態の紐付けデータ１２１ｄの構成例を示す図表である。 図２の二元冷凍回路におけるカスケード温度に対する庫内温度の関係の一例を示すグラフである。 図５の紐付けデータ１２１ｃを生成するためのメニュー画面の一例を示す模式図である。 図６の紐付けデータ１２１ｄを生成するためのメニュー画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態の冷却貯蔵庫の故障予測における集中監視用コンピュータの処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の冷却貯蔵庫の故障予測における集中監視用コンピュータの処理手順のもう一例を示すフローチャートである。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

===故障予測装置の構成===
図１乃至図９を参照しつつ、本実施の形態の故障予測装置６の構成例について説明する。尚、図１は、故障予測装置６を含む故障予測システム１の一例のブロック図である。図２は、故障予測装置６を構成する各冷却貯蔵庫２が有する二元冷凍回路２０の一例の回路図である。図３は、記憶装置１２に格納される紐付けデータ１２１ａの構成例を示す図表である。図４は、記憶装置１２に格納される紐付けデータ１２１ｂの構成例を示す図表である。図５は、記憶装置１２に格納される記憶する紐付けデータ１２１ｃの構成例を示す図表である。図６は、記憶装置１２に格納される紐付けデータ１２１ｄの構成例を示す図表である。図７は、図２の二元冷凍回路２０におけるカスケードコンデンサ２３の検出温度に対する庫内２ａの検出温度の関係の一例を示すグラフである。図８は、故障予測装置６を構成する集中監視用コンピュータ（制御装置）１０において図５の紐付けデータ１２１ｃを生成するためのメニュー画面の一例を示す模式図である。図９は、集中監視用コンピュータ１０において図６の紐付けデータ１２１ｄを生成するためのメニュー画面の一例を示す模式図である。

図１に例示されるように、故障予測装置６は、後述する二元冷凍回路２０をそれぞれ有する冷却貯蔵庫Ａ、冷却貯蔵庫Ｂ、冷却貯蔵庫Ｃ等（「冷却貯蔵庫２」と総称する）と、これら複数の冷却貯蔵庫２の冷却運転状態を集中監視するための集中監視用コンピュータ１０とを備えている。

集中監視用コンピュータ１０は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）等の通信回線５を介して、複数の冷却貯蔵庫２と通信可能に接続されている。
また、集中監視用コンピュータ１０は、例えばインターネット等の通信回線４を介して、端末Ｘｍ、Ｘｓ、Ｙｍ、Ｙｓ、Ｚｍ、Ｚｓ、Ｓ等（「端末３」と総称する）と通信可能に接続されている。ここで、故障予測システム１は、これら複数の端末３と、故障予測装置６とを備えて構成される。

尚、図１の例示では、端末Ｘｍは、冷却貯蔵庫Ａを使用するユーザＸが冷却貯蔵庫２の設置された研究所等で使用する情報処理装置であり、端末Ｘｓは、ユーザＸが自宅等で使用する情報処理装置である。同様に、端末Ｙｍは、冷却貯蔵庫Ｂを使用するユーザＹが研究所等で使用する情報処理装置であり、端末Ｙｓは、ユーザＹが自宅等で使用する情報処理装置であり、端末Ｚｍは、冷却貯蔵庫Ｃを使用するユーザＺが研究所等で使用する情報処理装置であり、端末Ｚｓは、ユーザＺが自宅等で使用する情報処理装置であり、端末Ｓは、冷却貯蔵庫２全体を管理するサービス会社で使用される情報処理装置である。各端末３は、集中監視用コンピュータ１０から送信される電子メールを受信したり、この電子メールの内容を閲覧したりするためのディスプレイやキーボード等の所定の表示手段や入力手段等（不図示）を備えている。

集中監視用コンピュータ１０は、複数の冷却貯蔵庫２から、監視対象としての後述するカスケード温度や庫内温度等（「チャネル」と総称する）の情報を収集し、収集された情報に基づいて各冷却貯蔵庫２の冷却運転の故障を予測し、同予測に基づく警報（アラーム）を電子メールにて端末３に送信する情報処理装置である。このような処理に用いられる各種データを格納したり、その一部を表示したりするために、集中監視用コンピュータ１０は、メモリ（不図示）に所定のプログラムを記憶するとともに、記憶装置１２やディスプレイ１１等を備えている。

ここで、記憶装置１２は、具体的には、冷却貯蔵庫２毎に所定のタイミングで収集されるチャネルの時間変化を示すチャネルデータ１２２と、監視対象のチャネルや電子メールの送信先等の情報どうしを相互に対応付ける紐付けデータ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ（「紐付けデータ１２１」と総称する）とを格納する。

<<<二元冷凍回路>>>
図２に例示されるように、各冷却貯蔵庫２は、庫内２ａの温度を目標温度（−７０℃以下の深温度帯）まで冷却するための二元冷凍回路２０を備えている。その為、一般に超低温フリーザと呼ばれている。
二元冷凍回路２０は、沸点の異なる２つの冷媒（高沸点冷媒、及び、高沸点冷媒よりも低い沸点の低沸点冷媒）を用いる冷凍回路であり、高沸点冷媒が封入された高温側冷凍回路２１と、低沸点冷媒が封入された低温側冷凍回路２２とを備えている。

高温側冷凍回路２１は、高温側圧縮機２１１、高温側凝縮器２１２、キャピラリチューブ２１３（高温側膨張弁）、及び高温側蒸発器２１４が第１冷媒配管２１５で環状に接続され、高沸点冷媒が同第１冷媒配管２１５に封入されて構成されている。
低温側冷凍回路２２は、低温側圧縮機２２１、低温側凝縮器２２３、キャピラリチューブ２２４（低温側膨張弁）、及び低温側蒸発器２２５が第２冷媒配管２２６で環状に接続され、低沸点冷媒が同第２冷媒配管２２６に封入されて構成されている。

高温側蒸発器２１４と、低温側凝縮器２２３とは、相互に熱交換可能に配置されて、カスケードコンデンサ２３を構成している。また、低温側蒸発器２２５は、冷却貯蔵庫２の庫内２ａに熱的に接続されており、低沸点冷媒の蒸発作用により同庫内２ａを冷却する。尚、図２では、図示の便宜上、低温側蒸発器２２５と庫内２ａとは重ねて記載されているが、実際には、低温側蒸発器２２５を構成する例えばエバポレーションチューブが、例えば外箱及び内箱から構成される冷却貯蔵庫２の庫内２ａを構成する内箱の外周面を覆うように固着されている。

カスケードコンデンサ２３の例えば高温側蒸発器２１４の出口近傍には、同カスケードコンデンサ２３の温度（以後「カスケード温度」と称する）を検出するサーミスタ等の第１温度センサ２４が設けられている。また、庫内２ａの所定位置には、同庫内２ａの温度（以後「庫内温度」と称する）を検出するサーミスタ等の第２温度センサ２５が設けられている。ここで、第１温度センサ２４及び第２温度センサ２５は、サーミスタ等に限定されるものではなく、例えば熱電対等であってもよい。

尚、本実施の形態では、高温側冷凍回路２１において、高温側凝縮器２１２は、コンデンサ２１２ｂと、同コンデンサ２１２ｂの前段で高沸点冷媒を予め放熱させるためのプレコンデンサ２１２ａとから構成されている。また、低温側冷凍回路２２において、低温側凝縮器２２３の前段には、低沸点冷媒を予め放熱させるためのプレコンデンサ２２２が設けられている。これらのプレコンデンサ２１２ａ、２２２を設けることによって、庫内２ａを効果的に冷却できる。

また、本実施の形態では、高温側凝縮器２１２及びプレコンデンサ２２２のそれぞれに対しファン（不図示）が設けられ、同ファンからの送風によってそれぞれの放熱が促進されるようになっている。また、各ファンには、塵埃を除去するためのフィルタ（不図示）が設けられている。

以上の構成を備えた二元冷凍回路２０に対し所定の高沸点冷媒及び低沸点冷媒を用いることによって、庫内２ａを目標温度まで冷却できるようになっている。

以下述べる各冷却貯蔵庫２の庫内２ａの冷却運転の故障の原因としては、例えば、前述したファンを構成するモータのロック、前述したフィルタの目詰まり、高沸点冷媒又は低沸点冷媒のリーク、キャピラリチューブ２１３、２２４の詰まり、高温側圧縮機２１１又は低温側圧縮機２２１を構成するモータのロック等が挙げられる。

<<<冷却貯蔵庫とユーザとの紐付けデータ>>
図３に例示されるように、記憶装置１２に格納される紐付けデータ１２１ａは、冷却貯蔵庫２を特定する情報と、同冷却貯蔵庫２を使用・管理するユーザを特定する情報とを対応付けるデータである。同図の例示では、紐付けデータ１２１ａは、冷却貯蔵庫Ａ、Ｂ、Ｃ等のそれぞれに対し、これらを使用するユーザＸ、Ｙ、Ｚ（通常ユーザ）やこれらを管理するサービス会社（ゲストユーザ）等のユーザＩＤが対応付けられている。尚、本実施の形態では、紐付けデータ１２１ａは、例えば、集中監視用コンピュータ１０において、所定の入力手段（不図示）を通じて入力されたデータに基づいて予め生成されて、記憶装置１２に格納されている。

<<<ユーザと電子メールアドレスとの紐付けデータ>>>
図４に例示されるように、記憶装置１２に格納される紐付けデータ１２１ｂは、冷却貯蔵庫２を使用・管理するユーザを特定する情報と、同ユーザの端末３の電子メールアドレスと、同電子メールアドレスへの電子メールの送信時間帯を示す情報とを対応付けるデータである。同図の例示では、冷却貯蔵庫Ａを使用するユーザＸのユーザＩＤ「１１１」に対して、例えば冷却貯蔵庫Ａが設置された研究所における端末Ｘｍの電子メールアドレスと、例えばユーザＸの自宅における端末Ｘｓの電子メールアドレスとの２つが対応付けられており、それぞれのアドレスに対し、冷却貯蔵庫Ａの故障予測に基づく警報を電子メールで送信する時間帯が個別に対応付けられている。一例として、研究所の端末Ｘｍに対しては、ユーザＸが主に研究所に滞在する時間帯が対応付けられ、自宅の端末Ｘｓに対しては、ユーザＸが主に自宅に滞在する時間帯が対応付けられている。このようにユーザの居所に応じて電子メールの送信時間帯を個別に設定することによって、同ユーザに使用・管理される冷却貯蔵庫２の故障予測に基づく警報をより確実に同ユーザに通報できる。尚、本実施の形態では、紐付けデータ１２１ｂは、例えば、集中監視用コンピュータ１０において、所定の入力手段を通じて入力されたデータに基づいて予め生成されて、記憶装置１２に格納されている。

<<<チャネルと警報通報との紐付けデータ>>>
図５に例示されるように、記憶装置１２に格納される紐付けデータ１２１ｃは、冷却貯蔵庫２のチャネル（冷却貯蔵庫２における監視対象としてのカスケード温度や庫内温度等）を特定する情報と、同冷却貯蔵庫２のチャネルの値の警報通報のための条件を示す情報と、同冷却貯蔵庫２に該当するユーザに対する警報通報の有無を示す情報とを対応付けるデータである。同図の例示では、例えば冷却貯蔵庫Ａにおいて、警報通報の条件の設定対象となるチャネルとして、カスケード温度「Ａ−１」や庫内温度「Ａ−２」等が設定されている。

チャネルがカスケード温度である場合（例えばチャネル「Ａ−１」）、本実施の形態では、冷却貯蔵庫Ａの冷却運転を故障であると予測し警報通報するための条件を、カスケード温度が０．５時間以上連続して−２０℃以上である場合と設定した。また、本実施の形態では、同条件を、カスケード温度が８時間以上連続して−３０℃以上である場合とも設定した。以下、図７を参照しつつ、本実施の形態において、これらの条件が導かれる根拠について説明する。

図７に例示されるように、二元冷凍回路２０のカスケード温度と庫内温度との間には所定の相関がある。同図の例示では、カスケード温度の変化に対する庫内温度の変化の割合が−２０℃付近のカスケード温度を境界として顕著に異なっている。具体的には、カスケード温度Ｔが−５０℃から−２０℃まで上昇すると、庫内温度は−８８℃から−７５℃まで略一定の割合で上昇し、カスケード温度Ｔが−２０℃から−１０℃まで上昇すると、庫内温度は−７５℃から０℃まで略一定の割合で上昇する。この場合、カスケード温度の変化に対する庫内温度の変化の割合は、Ｔ≦−２０℃の場合がＴ＞−２０℃の場合より小さい。つまり、庫内温度の変化の幅を一定とした場合、この一定の幅に対するカスケード温度Ｔの変化の幅は、Ｔ≦−２０℃以下の場合がＴ＞−２０℃の場合に比べて大きいため、庫内温度の上昇を予測する際、Ｔ≦−２０℃の場合のカスケード温度Ｔに基づいて予測した方がその確度がより高くなる。

また、本実施の形態では、庫内温度を-７０℃以下に維持できなくなるカスケード温度Ｔの限界温度はおよそ−１７℃であり（図７参照）、庫内温度を例えば−８５℃以下で通常運転する際のカスケード温度Ｔはおよそ−３５℃である（図７参照）。よって、二元冷凍回路２０が、庫内温度を−８５℃以下とする通常運転の状態から、庫内温度が−７０℃を超えて上昇する状態に至ることを予測するためのカスケード温度Ｔは、−３５℃≦Ｔ＜−１７℃の範囲にある。

以上から、−３５℃以上且つ−２０℃以下の範囲（即ち、前述したＴ≦−２０℃且つ−３５℃≦Ｔ＜−１７℃）にあるカスケード温度は、庫内温度を-７０℃以下に維持できなくなる予兆を与える温度として好適であるため、本実施の形態では、冷却貯蔵庫２の冷却運転を故障であると予測し警報通報するための条件を、「カスケード温度が−３０℃（第１温度）以上である状態が、実験結果等から別途設定された８時間（第１所定時間）以上連続している」こととした。また、同条件を、「カスケード温度が−２０℃（第２温度）以上である状態が、実験結果等から別途設定された０．５時間（第２所定時間）以上連続している」こととした。但し、これに限定されるものではなく、カスケード温度と庫内温度との関係に応じて、例えば２つの条件のうちの前者の条件（８時間以上連続して−３０℃以上）のみを適用してもよい。

尚、第１所定時間としての８時間は、図７に例示される相関に係る実験結果等から別途設定された時間である。ここで、第２温度（−２０℃）が第１温度（−３０℃）よりも限界温度（−１７℃）に近い分だけ、第２所定時間（０．５時間）が第１所定時間（８時間）よりも短く設定されることによって、例えば、故障予測の確度を低下させることなくその迅速性がより高まっている。

図５に戻って、紐付けデータ１２１ｃの構成について更に説明する。同図に例示されるように、チャネルが庫内温度である場合（例えばチャネル「Ａ−２」）、冷却貯蔵庫Ａの冷却運転を故障であると予測し警報通報するための条件を、例えば同庫内温度が８時間以上連続して設定温度＋３℃以上である場合と設定されていてもよい。この設定温度とは、例えば前述した通常運転時の庫内温度である−８５℃である。また、同図に例示されるように、紐付けデータ１２１ｃでは、チャネル毎に、前述した紐付けデータ１２１ａで予め設定された各ユーザについて、警報通報の有無を示す情報（「○」又は「×」）が設定されている。

図８に例示されるように、紐付けデータ１２１ｃは、集中監視用コンピュータ１０において、例えば作業者がディスプレイ１１に表示されるメニュー画面を参照しつつ所定の入力手段（不図示）を通じて入力したデータに基づいて予め生成されて、記憶装置１２に格納されている。

同図に例示されるメニュー画面は、例えば、冷却貯蔵庫Ａのカスケード温度（チャネル「Ａ−１」）に該当するチャネルデータ１２２を取得するか否かを設定するためのチェックボックス（「データ取得可能」）と、前述した第１温度及び第１所定時間を設定するためのチェックボックス及び入力欄（「アラームレベル１」）と、前述した第２温度及び第２所定時間を設定するためのチェックボックス及び入力欄（「アラームレベル２」）と、警報通報の有無をその通報先毎に設定するためのチェックボックス（「アラーム通報」における「通常ユーザリスト」及び「ゲストユーザリスト」）とを備えている。

上記のうちの「アラームレベル１」、「アラームレベル２」、及び「アラーム通報」について、詳細な構成は以下の通りである。

「アラームレベル１」では、このセクション（図８の左上側）で以下入力される温度及び時間に基づく警報通報条件を有効とするか否かをチェックボックスで設定するようになっており、同セクション内の「下限レベル（℃）」の入力欄では、例えば第１温度を入力するようになっており、同セクション内の「継続時間（分）」の入力欄では、例えば第１所定時間を分単位で入力するようになっている。

「アラームレベル２」では、このセクション（図８の左下側）で以下入力される温度及び時間に基づく警報通報条件を有効とするか否かをチェックボックスで設定するようになっており、同セクション内の「下限レベル（℃）」の入力欄では、例えば第２温度を入力するようになっており、同セクション内の「継続時間（分）」の入力欄では、例えば第２所定時間を分単位で入力するようになっている。

尚、例えば、第１温度及び第１所定時間に基づく警報通報条件のみを設定する場合には、「アラームレベル１」の警報通報条件を有効にするべくチェックボックスにチェックマークを入力し、「アラームレベル２」の警報通報条件を無効にするべくチェックボックスにチェックマークを入力しないようになっている。

「アラーム通報」では、このセクション（図８の右側）で以下ユーザごとに個別に設定される全ての警報通報を有効とするか否かをチェックボックスで設定するようになっており、同セクション内の「通常ユーザリスト」（前述したユーザＸ、Ｙ、Ｚ）及び「ゲストユーザリスト」（前述したサービス会社）のそれぞれのチェックボックスでは、各ユーザに対し個別に警報通報の有無を設定するようになっている。

<<<冷却貯蔵庫とレポート通報との紐付けデータ>>>
図６に例示されるように、記憶装置１２に格納される紐付けデータ１２１ｄは、冷却貯蔵庫２を特定する情報と、同冷却貯蔵庫２及び集中監視用コンピュータ１０が作動しているか否かを確認するためのレポート通報に係る情報と、同冷却貯蔵庫２に該当するユーザに対するレポート通報の有無を示す情報とを対応付けるデータである。同図の例示では、各冷却貯蔵庫２に対し、１日につき例えば３回までのレポート通報の通報時刻が設定されている。尚、同図の例示では、１日におけるレポート通報の回数（０、１、２、３回）も設定可能となっている。

本実施の形態では、レポート情報は、前述した紐付けデータ１２１ｂで予め設定された各電子メールアドレスに対し電子メールにて送信される。この場合のレポート情報は、例えばチャネルデータ１２２における該当のチャネル（例えば冷却貯蔵庫Ａの庫内温度）の現在値等である。尚、集中監視用コンピュータ１０は、例えば電子メールの今回送信時と前回送信時との間のチャネルデータ１２２の差分に係るデータを求め、同データを添付した電子メールをレポート情報として送信してもよい。これにより、ユーザは、同ユーザに使用・管理される冷却貯蔵庫２及び集中監視用コンピュータ１０が作動しているか否かを定期的に確認できる上に、差分に係るデータを通じて、当該作動が正常なものであるか否かも確認できる。

図９に例示されるように、紐付けデータ１２１ｄは、集中監視用コンピュータ１０において、例えば作業者がディスプレイ１１に表示されるメニュー画面を参照しつつ所定の入力手段（不図示）を通じて入力したデータに基づいて予め生成されて、記憶装置１２に格納されている。

同図に例示されるメニュー画面は、例えば、冷却貯蔵庫Ａに関してレポート通報するか否かを設定するためのチェックボックス（「レポート通報」）と、前述した通報時刻を設定するためのチェックボックス及び入力欄（「通報時刻設定」）と、前述した通報先を設定するためのチェックボックス（「通報先設定」）とを備えている。

「通報時刻設定」（図９の左側）では、前述したレポート通報のタイミング（１日のうちの第１回目、第２回目、第３回目）のそれぞれについて、その通報の有無をチェックボックスで設定し、通報時刻（０時乃至２３時）を入力欄に入力するようになっている。同図の例示では、１日のうち０時、８時、及び１６時にレポート通報するように設定されているが、例えば１日のうち０時及び１６時の２回だけレポート通報するように設定するためには、第１回目のチェックボックスにチェックマークを入力するとともに入力欄に「０」を入力し、第２回目のチェックボックスにチェックマークを入力するとともに入力欄に「１６」を入力し、第３回目のチェックボックスにチェックマークを入力しないようになっている。

「通報先設定」（図９の右側）では、「通常ユーザリスト」（前述したユーザＸ、Ｙ、Ｚ）及び「ゲストユーザリスト」（前述したサービス会社）のそれぞれのチェックボックスにおいて、各ユーザに対し個別にレポート通報の有無を設定するようになっている。

===故障予測装置の動作===
図１０及び図１１を参照しつつ、前述した構成を備えた故障予測装置６の故障予測の動作例について説明する。尚、図１０は、冷却貯蔵庫２の故障予測における集中監視用コンピュータ１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１１は、冷却貯蔵庫２の故障予測における集中監視用コンピュータ１０の処理手順のもう一例を示すフローチャートである。

集中監視用コンピュータ１０は、冷却貯蔵庫２から、所定のタイミングで、二元冷凍回路２０のカスケード温度Ｔの情報を受信して、これを記憶装置１２のチャネルデータ１２２に記憶させる（Ｓ１００）。

本実施の形態では、冷却貯蔵庫２の二元冷凍回路２０が例えば高温側圧縮機２１１のオン・オフ状態を制御することによって庫内温度を目標温度である−７０℃以下に維持するタイプである場合、同冷却貯蔵庫２は、カスケード温度Ｔの情報とともに、高温側圧縮機２１１のオン・オフ状態を示す情報を、集中監視用コンピュータ１０に送信するものとする。

また、本実施の形態では、冷却貯蔵庫２は、同冷却貯蔵庫２が、定常運転以外の状態（例えば電源投入直後や停電後の回復中等）、又は、定常運転の状態の何れの状態にあるかを示す情報を、前述したカスケード温度Ｔの情報及び高温側圧縮機２１１のオン・オフ状態を示す情報とともに、集中監視用コンピュータ１０に送信するものとする。尚、冷却貯蔵庫２が電源投入直後であることを示す情報は、例えば、同冷却貯蔵庫２の電源投入時に作業者による手動操作によってタイマ（不図示）が計時を開始し、同タイマが所定時間を計時するまで同冷却貯蔵庫２が出力し続けるようになっていればよい。また、冷却貯蔵庫２が停電後の回復中であることを示す情報は、例えば、停電検出手段（不図示）によって停電から回復した旨が検出されたことを契機としてタイマ（不図示）が計時を開始し、同タイマが所定時間を計時するまで同冷却貯蔵庫２が出力し続けるようになっていればよい。

集中監視用コンピュータ１０は、紐付けデータ１２１ｃにおいて該当の冷却貯蔵庫２の該当のチャネルに対応付けられた警報通報のための条件を参照し、カスケード温度Ｔが、同条件で設定された第１温度の−３０℃以上であるか否かを判別する（Ｓ１０１）。但し、この判別は、該当の冷却貯蔵庫２から受信した前述したカスケード温度Ｔ以外の情報が、同冷却貯蔵庫２の高温側圧縮機２１１がオン状態であること且つ同冷却貯蔵庫２が定常運転の状態にあることを示す場合に限って実行される。これにより、例えば、高温側圧縮機２１１がオフ状態であることに伴いカスケード温度Ｔが一時的に上昇することや、電源投入直後や停電後の回復中等であるためにカスケード温度Ｔが十分に低下していないこと等の外乱の影響によって、集中監視用コンピュータ１０が該当の冷却貯蔵庫２を誤って故障と予測する事態が抑制される。つまり、庫内２ａの冷却運転の故障が正確に予測される。

尚、冷却貯蔵庫２は、カスケード温度Ｔの情報を出力する際、高温側圧縮機２１１がオン状態である場合に限って、また、同冷却貯蔵庫２が定常運転の状態にある場合に限って、これらの情報を出力するものとしてもよい。

カスケード温度Ｔが−３０℃より低いと判別した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、集中監視用コンピュータ１０は、ステップＳ１００の処理を再度実行する。
カスケード温度Ｔが−３０℃以上であると判別した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、集中監視用コンピュータ１０は、内蔵のタイマ（不図示）をリセットした後に計時を開始する（Ｓ１０２）。

集中監視用コンピュータ１０は、紐付けデータ１２１ｃにおいて該当の冷却貯蔵庫２の該当のチャネルに対応付けられた警報通報のための条件を参照し、タイマによって計時された時間ｔが、同条件で設定された第１所定時間の８時間に達したか否かを判別する（Ｓ１０３）。

時間ｔが８時間に達していないと判別した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、集中監視用コンピュータ１０は、再度、同じ冷却貯蔵庫２のカスケード温度Ｔを受信して、これを記憶装置１２のチャネルデータ１２２に記憶させる（Ｓ１０４）。集中監視用コンピュータ１０は、カスケード温度Ｔが、第１温度の−３０℃以上であるか否かを再度判別し（Ｓ１０５）、Ｔ＜−３０℃と判別した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１００の処理を再度実行し、Ｔ≧−３０℃と判別した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理を再度実行する。尚、前述と同様に、このステップＳ１０５の判別も、冷却貯蔵庫２の高温側圧縮機２１１がオン状態であり且つ同冷却貯蔵庫２が定常運転の状態にある場合に限って実行される。

時間ｔが８時間に達したと判別した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、集中監視用コンピュータ１０は、紐付けデータ１２１ｃにおいて該当の冷却貯蔵庫２の該当のチャネルに対応付けられた警報通報先を参照するとともに、現在時刻を計時している内蔵のタイマ（不図示）を参照し、同通報先に対し紐付けデータ１２１ｂで予め設定された通報時間帯に現在時刻が該当する電子メールアドレスに対し、該当の冷却貯蔵庫２の庫内２ａの冷却運転の故障を予測した旨の警報を電子メールで送信する（Ｓ１０６）。

以上のように、本実施の形態の故障予測装置６では、カスケード温度が第１所定時間（８時間）以上連続して第１温度（−３０℃）以上であることを、故障に起因して庫内温度を目標温度に維持できなくなる予兆を与える条件とすることによって、外乱（例えば扉の開閉、庫内２ａに対する収容物の出し入れ、周囲温度、電源電圧の変動等）の影響を抑制しつつ故障を予測できる上に、第１温度の設定次第で、庫内温度が未だ急峻に上昇するかなり以前に故障を予測できる。つまり、庫内２ａの冷却運転の故障を迅速且つ正確に予測できる。

また、本実施の形態の故障予測装置６では、庫内温度を例えば−８５℃付近に維持する通常運転時のカスケード温度（−３５℃）よりも前述した第１温度（−３０℃）を高く設定している。その差が５℃であるので、同第１温度は、故障によって庫内温度が急峻に上昇する予兆として捉え易く、より正確に判定できるものである。

また、本実施の形態の故障予測装置６では、予測結果に基づく警報が該当のユーザに対し電子メールで通報されることによって、庫内温度が未だ急峻に上昇する前に同ユーザが故障を予知し得るため、例えば庫内２ａの収納物を溶かしてしまう前にユーザは冷却貯蔵庫２に対し所定の対応ができる。故障の予測が迅速である一方でその確度も高いため、ユーザに対し誤報の警報が発せられる事態が抑制される。

図１１に例示されるように、集中監視用コンピュータ１０は、前述した図１０のステップＳ１００乃至Ｓ１０６と並行して、ステップＳ２００乃至Ｓ２０６の処理を実行する。ステップＳ２００乃至Ｓ２０６の処理は、前述したように、カスケード温度が第２所定時間である０．５時間以上連続して第２温度である−２０℃以上であることを、故障に起因して庫内温度を目標温度に維持できなくなる予兆を与える条件とする処理であり、カスケード温度Ｔの下限値及びその連続時間の下限値が異なる以外は、ステップＳ１００乃至Ｓ１０６の処理と同様である。

このようにカスケード温度に係る条件を２つ組み合わせることによって、庫内２ａの冷却運転の故障がより一層迅速且つ正確に予測される。

===その他の実施の形態===
前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更や改良等が可能であり、また本発明はその等価物も含むものである。

前述した実施の形態では、カスケード温度の限界温度を、庫内温度の目標温度の上限値（−７０℃）に対応する−１７℃とし、カスケード温度の第２温度を−２０℃とし、カスケード温度の第１温度を−３０℃とし、通常運転時のカスケード温度を−３５℃（庫内温度は−８５℃）として説明したが、これは、図７に例示されるカスケード温度及び庫内温度の相関に基づいてあくまでも便宜上設定された一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、カスケード温度の変化に対する庫内温度の変化が、或るカスケード温度Ｔ（例えば−２０℃）を境界として、同境界よりも低温側（Ｔ＜−２０℃）で第１の割合である関係と、同境界よりも高温側（Ｔ＞−２０℃）で第１の割合よりも大きな第２の割合である関係とを有しているため、例えば限界温度をおよそ−２０℃とした上で、この限界温度よりも低いカスケード温度を第２温度（例えば−２５℃）及び第１温度（例えば−３０℃）としてもよい。これらの第１温度及び第２温度は、例えば庫内温度の微小変化に対しカスケード温度がより大きく変化する領域（Ｔ＜−２０℃）内にあるため、第１温度及び第２温度に基づく故障予測の確度がより高まる。要するに、限界温度、第１温度、及び第２温度は、故障予測装置６の二元冷凍回路２０に固有のカスケード温度及び庫内温度の相関に応じて柔軟に設定され得るものである。尚、第１所定時間及び第２所定時間についても、以上と同様である。

前述した実施の形態では、故障予測装置６は、二元冷凍回路２０をそれぞれ有する複数の冷却貯蔵庫２と、集中監視用コンピュータ１０とを備えて構成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、故障予測装置６は、１つの冷却貯蔵庫２が、集中監視用コンピュータ１０の機能を内蔵したものであってもよい。また、例えば、故障予測装置６は、特に端末３と通信可能に接続されていないものであってもよく、例えばユーザが故障予測装置６の周囲に常時滞在している環境にあれば、単に故障予測のみを行なったり、又は、故障予測を行なった後に、予測結果に基づく警報をブザーやランプ等の所定の通報手段によって通報したりするものであってもよい。

１ 故障予測システム
２ 冷却貯蔵庫
２ａ 庫内
３ 端末
４、５ 通信回線
６ 冷却貯蔵庫
１０ 集中監視用コンピュータ
１１ ディスプレイ
１２ 記憶装置
２０ 二元冷凍回路
２１ 高温側冷凍回路
２２ 低温側冷凍回路
２３ カスケードコンデンサ
２４ 第１温度センサ
２５ 第２温度センサ
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ 紐付けデータ
１２２ チャネルデータ
２１１ 高温側圧縮機
２１２ 高温側凝縮器
２１２ａ プレコンデサ
２１２ｂ コンデンサ
２１３、２２４ キャピラリチューブ
２１４ 高温側蒸発器
２１５ 第１冷媒配管
２２１ 低温側圧縮機
２２２ プレコンデンサ
２２３ 低温側凝縮器
２２５ 低温側蒸発器
２２６ 第２冷媒配管

Claims (6)

1. 高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側膨張弁、高温側蒸発器が第１冷媒配管で環状に接続され、高沸点冷媒が前記第１冷媒配管に封入された高温側冷凍回路と、低温側圧縮機、前記高温側蒸発器と熱交換を行う低温側凝縮器、低温側膨張弁、低温側蒸発器が第２冷媒配管で環状に接続され、前記高沸点冷媒の沸点よりも低い沸点の低沸点冷媒が前記第２冷媒配管に封入された低温側冷凍回路と、を有し、前記低温側蒸発器での前記低沸点冷媒の蒸発作用により庫内の温度を−７０℃以下の目標温度とするべく前記庫内を冷却する二元冷凍回路と、前記高温側蒸発器及び前記低温側凝縮器からなるカスケードコンデンサの前記高温側蒸発器の出口側の温度を検出する第１温度センサと、前記庫内の温度を検出する第２温度センサと、を有する冷却貯蔵庫と、
   前記第２温度センサの検出温度が前記目標温度を維持できなくなる限界での前記第１温度センサの検出温度である限界温度よりも低い温度を第１温度としたとき、前記高温側圧縮機が運転されているときの前記第１温度センサの検出温度が第１所定時間以上連続して前記第１温度よりも高い場合、前記庫内の冷却運転の故障を予測する制御装置と、
   を備えたことを特徴とする故障予測装置。
2. 前記第１温度は、通常運転時の前記第１温度センサの検出温度よりも高く且つ前記限界温度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の故障予測装置。
3. 前記制御装置は、前記限界温度よりも低く且つ前記第１温度よりも高い温度を第２温度としたとき、前記高温側圧縮機が運転されているときの前記第１温度センサの検出温度が第２所定時間以上連続して前記第２温度よりも高い場合、前記庫内の冷却運転の故障を予測することを特徴とする請求項２に記載の故障予測装置。
4. 前記第２所定時間は、前記第１所定時間よりも短いことを特徴とする請求項３に記載の故障予測装置。
5. 前記制御装置は、前記庫内の冷却運転の故障を予測した場合、警報を発するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の故障予測装置。
6. 前記制御装置は、定常運転以外の期間は前記第１温度センサによる温度検出を行なわないように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の故障予測装置。

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