JPH0711373B2 - 冷凍機 - Google Patents

冷凍機

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JPH0711373B2
JPH0711373B2 JP63251491A JP25149188A JPH0711373B2 JP H0711373 B2 JPH0711373 B2 JP H0711373B2 JP 63251491 A JP63251491 A JP 63251491A JP 25149188 A JP25149188 A JP 25149188A JP H0711373 B2 JPH0711373 B2 JP H0711373B2
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正三 宮治
一行 若原
健作 前田
祥治 田中
毅一 入江
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Chubu Electric Power Co Inc
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Chubu Electric Power Co Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍機で凍結温度付近の液体を製造中に被冷却
液体が凍結した場合に、この凍結を解除し連続運転を可
能とした冷凍機に関するものである。なお、本明細書に
おいて、ブラインとは冷水その他の被冷却水を指すもの
とする。
〔従来技術〕
従来この種の冷凍機としては、実願昭55−128933号(公
開実用昭和57−50670)の明細書及び図面に開示された
ものがあった。この冷凍機は、冷却内でブラインが凍っ
た場合に、流路壁や伝熱管表面に氷が付着して流路断面
積が減少し、ブラインの流路抵抗が増大することを利用
して、該流路抵抗が所定の設定値を越えた時に、冷凍機
の容量を減少させて凍結を解除するように構成されてい
た。即ち、第5図に示す如く、凍結の発生していない通
常の状態での流路抵抗Bが、時点t1でブラインの凍結発
生によって増大し、設定値Aを越えた時点t2において、
異常検出がされ、冷凍機容量を減少させる凍結解除動作
を開始するようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の如く従来この種の冷凍機は、通常の状態での流路
抵抗Bが、ブラインの凍結発生(時点t1)によって増大
し、流路抵抗が設定値Aを越えた時点t2において、冷凍
機容量を減少させる凍結解除動作を開始するため、冷却
器内で凍結が発生した場合、流路抵抗が通常の状態Bか
ら設定値Aに増加するまでの間異常を検出することがで
きず、凍結発生の時点t1から異常検出の時点t2までの所
用時間Cが長いものになってしまうという欠点があっ
た。
また、所定時間Cを短くするために設定値Aを通常の流
路抵抗Bの近傍に設定した場合、設定値Aと通常の流路
抵抗Bの差が小さくなり、流路抵抗が設定値Aから元の
通常の流路抵抗Bに復帰したことを検出することが難し
くなる。従って、流路抵抗が元の通常の流路抵抗Bに復
帰したことによって、凍結の解除を検出して凍結解除動
作を終了させることができないという不都合があった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、凍結発生か
ら異常検出までの所用時間が短く、且つ流路抵抗が通常
の状態に復帰したら直ちに凍結解除動作を終了させるこ
とができる冷凍機を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため本発明は冷凍機を、冷却器と、
該冷却器内を流れる被冷却液体の流路抵抗を検出する流
路抵抗検出手段を具備すると共に、被冷却液体の凍結が
発生する前の通常状態の流路抵抗の微小変動を包含する
ような流路抵抗の許容範囲を設定し、流路抵抗が前記許
容範囲を越えて異常になった場合で、且つ該流路抵抗の
所定時間毎の増加量が設定増加量を越えた場合に冷却器
の冷却容量を減少制御する容量制御装置とを具備する構
成とした。
また、前記冷凍機において、流路抵抗検出手段として、
冷却器における被冷却液体の出入口での圧力差を検出し
て流路抵抗を検出する手段を用いる構成とした。
〔作用〕
冷凍機を上記の如く構成することにより、冷却容量の減
少制御を流路抵抗の所定時間毎の増加量が設定増加量を
越えたか否かで行なうので、従来の冷凍機に比較し、凍
結を早期に検出できその解除が可能になると共に、凍結
検出の信頼性が向上し、凍結点付近の液体の製造を安定
的に連続して行なうことが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る冷凍機の構成を示す図である。同
図において、3は冷却器、4はブライン入口、5はブラ
イン出口、6はブライン入口4とブライン出口5との圧
力差を検出して伝送する差圧伝送器、7はマイクロコン
ピュータ、8は冷凍機の容量を制御する容量制御装置、
9は伝熱管、10は冷媒入口、11は冷媒出口である。マイ
クロコンピュータ7は差圧伝送器6の出力(ブライン入
口4とブライン出口5との圧力差)から流路抵抗を検出
し、この流路抵抗の増加量が所定の設定増加量を越えた
か否か判断し、流路抵抗が後述する不感帯Hを越えたこ
とによる異常検出及び容量制御装置8の容量減少動作開
始するかの判断を行なうものである。このマイクロコン
ピュータ7は容量制御装置8に搭載されている。
上記構成の冷凍機において、冷却器3の内部でブライン
の凍結が始まった場合、流路壁や伝熱管9の表面に氷が
付着していき、流路断面が次第に減少して、冷却器3に
おけるブラインの流路抵抗を増加する傾向を示す。この
流路抵抗の増加していく傾向に着目し、早期に凍結を検
出するために、マイクロコンピュータ7は所定時間ごと
に差圧伝送器6の出力から、流路抵抗を算定し、この流
路抵抗の増加量が所定の設定増加量を越えて異常となっ
た場合に、冷凍機の容量を減少させて凍結の解除を行な
うように構成されている。即ち、第2図において、凍結
の発生していない状態での流路抵抗Dが、凍結の発生す
る時点t1から増加を始め、所定時間E(サンプリング時
間)ごとの増加量Fが所定の設定増加量を越えた場合に
異常(凍結)の検出を行ない、容量減少制御を行なう。
また、流路抵抗は第3図に示すように、ブラインの凍結
が発生していない通常の状態Gでも、凍結とは無関係な
流量の変動等に起因する流路抵抗の微小変動があり、前
記変動中に現れる流路抵抗の増加傾向による誤った異常
検出を防止するために流路抵抗の前記変動を包含するよ
うな許容範囲、所謂不感帯Hを設定し、ブラインの凍結
が発生して流路抵抗がこの不感帯Hを越えて増加した時
点t3において、異常検出及び容量制御装置8の動作を開
始させるように構成している。
ここで冷凍機の容量減少制御とは、冷凍機の冷媒流量を
減少させて冷凍能力を下げ、冷却器3の冷媒入口10から
流れ込む冷媒の温度が高くなるように、冷凍機を制御す
ることで、これにより伝熱管9からブラインに伝達され
る冷熱量が減少する。即ち、冷却器3の冷却容量が減少
する。この冷凍機の容量減少制御の方法は冷凍機の種類
によって異なり、いずれも公知の冷凍機の公知の容量減
少制御を指すものとする。
例えば、ターボ式の冷凍機においては、インレッドベー
ン又はサンクションベーンと呼ばれる羽根車への入口ベ
ーンの開度を調整して制御し、スクリユー式の冷凍機に
おいては、スライドバルブ又はスライドベーンと呼ばれ
る弁の開度を調整して制御し、レシプロ式の冷凍機にお
いては、ホットガスバイパス量を調節したり又は回転数
を制御して制御する方法がある。要は冷却器3の伝熱管
9の伝熱面積を変えて冷却容量を制御するというような
広範な容量減少制御ではなく、冷凍機の冷媒流量を減少
させて冷凍能力を下げ、冷却器3の冷媒入口10から流れ
込む冷媒の温度が高くなるようにし、伝熱管9からブラ
インに伝達される冷熱量を減少させる公知の冷却容量減
少制御であればよい。
第4図は上記構成の冷凍機の動作を示すフローチャート
である。差圧伝送器6は前述のように、冷却器3におけ
るブライン入口4及びブライン出口5の圧力差を検出し
マイクロコンピュータ7に伝送している。マイクロコン
ピュータ7は、差圧伝送器6からの圧力差を所定時間ご
とにサンプリングし、該圧力差から流路抵抗を検出する
(ステップ101)。前記圧力差をサンプリングして検出
した流路抵抗が許容範囲(第3図の不感帯H)に収まっ
ているか否かを判断し(ステップ102)、収まっている
場合は、このサンプリングして検出した流路抵抗をマイ
クロコンピュータ7のメモリに格納する(ステップ10
3)。ブラインの凍結により、サンプリングした圧力差
が許容範囲を越えた場合は、メモリ内に格納してある所
定時間前の流路抵抗との差から流路抵抗の増加量を算出
し、該流路抵抗の増加量が設定増加量を越えたか否を判
断し(ステップ104)、流路抵抗の増加量が設定増加量
を越えた場合には、容量制御装置8に異常検出信号を出
力して、容量減少動作による凍結解除を行ない(ステッ
プ105)、その流路抵抗をメモリ内に格納する(ステッ
プ102)。また、前記ステップ104において、流路抵抗の
増加量が設定増加量を越えない場合もその流路抵抗をメ
モリ内に格納する(ステップ102)。
なお、前記マイクロコンピュータ7でサンプリングする
圧力差は所定時間ごとの平均圧力差でもよく、この圧力
差から流路抵抗を検出してもよい。また、異常検出の確
度を向上させるために、マイクロコンピュータ7におい
て、連続或いは断続的に所定回数の異常検出が行なわれ
た場合に、異常検出信号を容量制御装置8に出力するよ
うにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上、説明したように本発明によれば、冷却器における
被冷却液体の凍結が発生する前の通常状態の流路抵抗の
微小変動を包含するような流路抵抗の許容範囲を越えて
異常になった場合で且つ所定の時間ごとの増加量が所定
の設定増加量を越えて異常となった場合に、容量減少制
御を行なう容量制御装置を備えることにより、従来のこ
の種の冷凍機に比較し、早期に被冷却液体の凍結を検出
し、その凍結を解除することを可能にすると共に、凍結
の検出に関する信頼性を向上させ、凍結点付近の液体を
製造する冷凍機の安定した連続運転を可能とするという
優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の冷凍機の構成を示す図、第2図及び第
3図は本発明の冷凍機の流路抵抗の時間的変化を示す
図、第4図は本発明の冷凍機の動作を示すフローチャー
ト、第5図は従来の冷凍機における流路抵抗の時間的変
化を示す図である。 図中、3……冷却器、4……ブライン入口、5……ブラ
イン出口、6……差圧伝送器、7……マイクロコンピュ
ータ、8……容量制御装置、9……伝熱管、10……冷媒
入口、11……冷媒出口。
フロントページの続き (72)発明者 田中 祥治 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 入江 毅一 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 実公 昭63−30938(JP,Y2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷却器と、該冷却器内を流れる被冷却液体
    の流路抵抗を検出する流路抵抗検出手段を具備すると共
    に、被冷却液体の凍結が発生する前の通常状態の流路抵
    抗の微小変動を包含するような流路抵抗の許容範囲を設
    定し、流路抵抗が前記許容範囲を越えて異常となった場
    合で、且つ該流路抵抗の所定時間毎の増加量が設定増加
    量を越えた場合に冷却器の冷却容量を減少制御する容量
    制御装置とを具備することを特徴とする冷凍機。
  2. 【請求項2】前記流路抵抗検出手段として、冷却器にお
    ける被冷却液体の出入口での圧力差を検出して流路抵抗
    を検出する手段を用いることを特徴とする請求項(1)
    記載の冷凍機。
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