JPH07218022A - 吸収冷温水機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】吸収冷温水機において、冷媒の凍結を回避する
ためには加熱手段の停止のみで良いのか、さらに冷媒の
強制希釈が必要であるのか、蒸発器または吸収器の圧力
及び圧力変化率から判断する制御装置および圧力及び圧
力変化率検出センサを提供する。 【構成】吸収冷温水機の制御装置１２２は冷房負荷の減
少により吸収器１１もしくは蒸発器１５の圧力が低下し
たとき、圧力と圧力変化率を圧力及び圧力変化率検出セ
ンサ１１０で検出し、冷媒の凍結を回避するのにバーナ
１８を停止するのみで良いのかさらに冷媒の強制希釈を
バルブ１１９，１２０を開いて行うのかを判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力の微分値、即ち、
圧力の変化率を検出する圧力変化率検出センサおよびそ
れを用いた吸収冷温水機、特に、個別分散空調方式に対
応した吸収冷温水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、吸収式冷温水機、特に水を冷媒
とし塩類水溶液を吸収液として使用している装置では、
吸収液（溶液）の濃度が高くなることにより様々な不具
合が出てくる。つまり、吸収液の濃度がある程度の濃さ
で温度が低い場合、その飽和蒸気圧から見いだされる蒸
発器での蒸発温度が０℃以下になる場合がある。このよ
うなとき、冷媒や冷水の凍結がおこり、冷温水器が故障
してしまう危険が出てくる。また、吸収液の濃度が異常
に濃い場合、その温度が少しでも下がると、吸収剤が結
晶してしまい、これも冷温水器の故障につながる。

【０００３】したがって、このようなことを防止するた
め、例えば、特願平5−80358号公報では冷水温度または
蒸発器温度が所定の値より低くなった場合には再生器の
加熱手段を停止し、それでもなお温度が下降を続け第二
の所定値に達すると、冷媒循環路より吸収器内に冷媒液
を移送する配管途中に設けられた制御弁を開き、冷媒液
を吸収器内に移送することにより、吸収液を希釈してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の制御方法では冷
水温または蒸発器の温度変化率にかかわらず吸収液の希
釈や再生器の加熱手段をしていた。しかし、温度変化が
緩やかな場合は再生器の加熱手段を停止することで、冷
凍サイクルは徐々にその冷凍能力を低下し、温度の異常
低下による故障を未然に防ぐことができる。この場合は
エネルギ損失は生じないが、従来のように冷媒を希釈す
ることで温度低下を防止するように制御すると、冷媒は
冷却をせず直接溶液中に戻されるので、エネルギ損失が
生じる。したがって、温度変化が緩やかな場合は加熱手
段停止のみの制御を行うとエネルギ効率が高い。一方、
冷水温または蒸発器の温度変化率が著しい場合は温度の
オーバーシュートが生じ凍結を回避できない。このよう
な場合は加熱手段の停止のみならず冷媒を直接吸収溶液
中に混入して濃度を下げるいわゆる強制希釈も必要にな
る。

【０００５】よって、エネルギの損失が小さくなるよう
な凍結回避制御をするには、加熱手段の停止のみで良い
のか、それともさらに冷媒の希釈をも行う必要があるの
かを温度の変化率を検出することにより判断することが
考えられる。しかし、温度の検出を行った場合、温度セ
ンサ及び検出部周囲の熱容量のため温度センサの指示値
に遅れが生じる。そこで、本発明は温度と正の相関があ
り、より検出が速い圧力に着目した。圧力変化率を検出
するには圧力センサの情報を微分フィルタに通すことに
より得ることができるが、一般に微分フィルタはノイズ
の影響を受け易いため高精度検出が難しいという問題が
ある。

【０００６】本発明の第一の目的は、圧力変化の変化率
を検出する圧力及び圧力変化率検出センサを備え、吸収
冷温水機の負荷の急変動により前記蒸発器あるいは吸収
器の圧力が下がったときに蒸発器または吸収器の圧力及
び圧力変化率から、加熱手段停止による凍結回避の可否
を判別し、回避不可能な場合には冷媒の強制希釈を行う
ことを特徴とした吸収冷温水機の制御装置を提供するこ
とにある。

【０００７】本発明の第二の目的は、圧力変化情報を微
分回路を通さなくても高精度に検出できる圧力変化率検
出センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めに、本発明の吸収冷温水機の制御装置は、加熱手段を
備えた再生器，冷却水の流通する伝熱管を内部に備えた
凝縮器，冷水の流通する伝熱管及び冷媒液を溜める槽を
内部に備えた蒸発器，前記蒸発器の前記伝熱管に散布す
る冷媒を循環する手段，冷却水の流通する前記伝熱管を
内部に備えた吸収器，前記吸収器の前記伝熱管に溶液を
散布する手段，溶液輸送手段及び溶液熱交換器を配管で
結び、冷却水の流通する配管途中に冷却輸送手段を設
け、配管途中に制御弁を設けた吸収冷温水機の制御装置
であって、圧力及び圧力変化率検出センサを備え、前記
吸収冷温水機の負荷の急変動により前記蒸発器あるいは
前記吸収器の圧力が下がったときに前記蒸発器または吸
収器の圧力及び圧力変化率から、前記加熱手段停止によ
る凍結回避の可否を判別し、回避不可能な場合には冷媒
の強制希釈を行うことを特徴とする。

【０００９】第二の目的を達成するために、本発明の圧
力変化率検出センサは、圧力に応じて、変位可能な可動
部材と，電気回路と磁気回路で構成され前記可動部材に
作用する電磁力を発生する電磁力発生手段と，前記電磁
力を制御する電磁力制御手段と，前記可動部材の基準位
置からの変位を検出する変位検出手段と，前記電磁力発
生手段の電気回路に発生する誘導起電力を検出する誘導
起電力検出手段とを有し、前記可動部材に作用する圧力
によって生じる前記可動部材の変位が零になるように前
記変位検出手段の出力をフィードバックして前記電磁力
制御手段により制御し、その時前記誘導起電力検出手段
により検出される前記電磁力発生手段の電気回路に生じ
る誘導起電力から、前記可動部材に作用する圧力の変化
に比例した物理量を検出するものである。

【００１０】又、圧力に応じて変位するコイルを具備し
た可動部材と、前記コイルに電流を流した際に前記可動
部材のコイルに力を発生するような位置に固定された磁
石と、前記可動部材の基準位置からの変位を検出する変
位検出手段と，前記コイルに流れる電流を制御する電流
制御手段と，前記コイルに電流を流した際に、前記コイ
ルの両端に生じる誘導起電力を検出する誘導起電力検出
手段とを有し、前記変位検出手段により検出される、前
記可動部材に作用する圧力によって生じる前記可動部材
の変位が零になるように、前記コイルに流れる電流を前
記電流制御手段により制御し、前記誘導起電力検出手段
により検出される前記コイルの両端に生じる誘導起電力
から、前記可動部材に作用する圧力の変化に比例した物
理量を検出する。

【００１１】また、圧力に応じて変位する磁石を具備し
た可動部材と、電流を流した際に前記可動部材の磁石に
力を発生するような位置に固定されたコイルと、前記可
動部材の基準位置からの変位を検出する変位検出手段
と、前記コイルに流れる電流を制御する電流制御手段
と、前記コイルに電流を流した際に、前記コイルの両端
に生じる誘導起電力を検出する誘導起電力検出手段とを
有し、前記変位検出手段により検出される、前記可動部
材に作用する圧力によって生じる前記可動部材の変位が
零になるように、前記コイルに流れる電流を前記電流制
御手段により制御し、前記誘導起電力検出手段により検
出される前記コイルの両端に生じる誘導起電力から、前
記可動部材に作用する圧力の変化に比例した物理量を検
出する。

【００１２】又、前記磁石が、永久磁石で構成され、前
記磁石が、電磁石で構成されている。

【００１３】

【作用】吸収冷温水機の運転時に、冷房負荷の減少によ
り冷水温度が低下し、蒸発器，吸収器内の圧力が低下し
たとき、圧力及び圧力変化率検出センサの出力信号か
ら、バーナ停止による凍結回避の可否を判断し、回避不
可能な場合にのみ冷媒の希釈を行うので、不要な冷媒希
釈を行わず、効率的な吸収式冷温水機の運転が可能とな
る。

【００１４】圧力及び圧力変化率検出センサで、圧力に
応じて変位可能な可動部材と，電気回路と磁気回路で構
成され可動部材に作用する電磁力を発生する電磁力発生
手段と，電磁力を制御する電磁力制御手段と，可動部材
の基準位置からの変位を検出する変位検出手段と，電磁
力発生手段とを有し、可動部材に作用する圧力によって
生じる可動部材の変位が零になるように変位検出手段の
出力をフィードバックして電磁力制御手段により制御
し、その時、誘導起電力検出手段により検出される電磁
力発生手段の電気回路に生じる誘導起電力から、可動部
材に作用する圧力に比例した物理量を検出する、あるい
は、圧力に応じて変位するコイルを具備した可動部材
と，コイルに電流を流した際に可動部材のコイルに力を
発生するような位置に固定された磁石と，可動部材の基
準位置からの変位を検出する変位検出手段と，コイルに
流れる電流を制御する電流制御手段と，コイルに電流を
流した際に、コイルの両端に生じる誘導起電力を検出す
る誘導起電力検出手段とを有し、変位検出手段により検
出される、可動部材に作用する圧力によって生じる可動
部材の変位が零になるように、コイルに流れる電流を電
流制御手段により制御し、誘導起電力検出手段により検
出されるコイルの両端に生じる誘導起電力から、可動部
材に作用する圧力の変化に比例した物理量を検出する、
あるいは、圧力に応じて変位する磁石を具備した可動部
材と，電流を流した際に可動部材の磁石に力を発生する
ような位置に固定されたコイルと，可動部材の基準位置
からの変位を検出する変位検出手段と，コイルに流れる
電流を制御する電流制御手段と，コイルに電流を流した
際に、コイルの両端に生じる誘導起電力を検出する誘導
起電力検出手段とを有し、変位検出手段により検出され
る、可動部材に作用する圧力によって生じる可動部材の
変位が零になるように、コイルに流れる電流を電流制御
手段により制御し、誘導起電力検出手段により検出され
るコイルの両端に生じる誘導起電力から、可動部材に作
用する圧力の変化に比例した物理量を検出する、あるい
は、磁石が、永久磁石で構成されている、あるいは、磁
石が、電磁石で構成されているので、可動部材の変位方
向に対するばね定数よりもサーボ機構による電磁気的な
ばね定数を大きくすることができ、可動部材を零位置に
保つことができる。そして、このときコイルに流れるフ
ィードバック電流量は、可動部材に加わる圧力に正確に
比例した物理量を示し、また、このときコイル両端の電
圧は、電磁誘導の法則よりフィードバック電流の微分値
に比例した物理量を示すのでこの電圧を検出することに
より、フィードバック電流の微分値、即ち可動部材に加
わる圧力の微分値（圧力変化率）に比例した物理量を高
精度に検出することができる。又、電流値を測定するこ
とにより、圧力も同時に計測することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。

【００１６】図に示すように吸収冷温水機は、吸収器１
１，高温再生器１２，低温再生器１３，凝縮器１４，蒸
発器１５，第一溶液熱交換器１６，第二溶液熱交換器１
７，バーナ１８，溶液循環ポンプ１９，冷媒循環ポンプ
１１０，冷却水ポンプ111,冷温水ポンプ１１２，制御弁
１１９等を配管により動作的に接続するとともに、室内
冷暖房器１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃのコントローラ
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃの発停信号及び冷水温度
を検出する温度センサ１２６と圧力及び圧力変化率検出
センサ１００からの信号により、バーナ１８，溶液循環
ポンプ１９，冷媒循環ポンプ１１０，冷却水ポンプ１１
１，冷温水ポンプ１１２，制御弁119を制御する制御装
置１２２から構成されており、室内冷暖房器１１３ａ,1
13ｂ，１１３ｃと冷温水配管１１８によって結ばれてい
る。

【００１７】冷房運転時に冷温水器は次のように動作す
る。濃縮された臭化リチウム水溶液は、吸収器１１で冷
却水ポンプ１１１により送られてきた冷却水で冷却され
つつ、蒸発器１５からの冷媒蒸気を吸収して濃度が薄く
なる。濃度が薄くなった希溶液は溶液循環ポンプ１９に
より第一溶液熱交換器１６及び第二溶液熱交換器１７を
通って高温再生器１２及び低温再生器１３に送られる。
第一溶液熱交換器１６で、希溶液は高温再生器１２から
の濃溶液と低温再生器１３からの濃溶液が合流した後の
溶液と熱交換して昇温し、第二溶液熱交換器１７で、希
溶液は高温再生器１２からの濃溶液と熱交換してそれぞ
れ高温再生器１２からの濃溶液と熱交換してそれぞれ高
温再生器１２，低温再生器１３に送られる。高温再生器
１２で溶液は、バーナ１８により加熱されて冷媒蒸気を
発生し、溶液は濃縮される。発生した冷媒蒸気は低温再
生器１３の加熱管１１４に送られて、低温再生器１３の
溶液を加熱して濃縮し、自らは冷媒液となって凝縮器１
４に送られる。一方、高温再生器１２で濃縮された濃溶
液は、第二溶液熱交換器１７で吸収器１１からの希溶液
と熱交換して温度を下げ低温再生器１３からの濃溶液と
合流する。合流した濃溶液は、第一熱交換器１６で吸収
器１１からの希溶液と熱交換してさらに温度を低下し、
吸収器１１へ送られて、再び蒸発器１５からの冷媒蒸気
を吸収し、溶液の循環を完結する。一方、低温再生器１
３で溶液濃縮時に発生した冷媒蒸気は、凝縮器１４に送
られ、吸収器１１を冷却した後の冷却水によって冷却さ
れて凝縮する。凝縮した冷媒液は、低温再生器１３の加
熱管１１４からの冷媒液と混合して、配管を通って蒸発
器１５に送られる。冷房運転時には冷媒循環ポンプ110
の吐出側の制御弁１１９は閉となっており、冷媒液は冷
媒循環ポンプ１１０により循環し、冷水が循環する冷温
水管１１５からの熱を奪って蒸発し、蒸発した冷媒蒸気
はエリミネータ１１７を通って吸収器１１に送られる。
蒸発しきれなかった冷媒液は蒸発器１５の下部に溜めら
れ、冷媒循環ポンプ１１０により再び蒸発器１５を循環
する。冷温水管１１５で冷媒に熱を奪われた冷水は、冷
温水ポンプ１１２により室内冷暖房器１１３ａ，１１３
ｂ，１１３ｃに送られ、各室内を冷房し、温度の上昇し
た冷水は集められて再び蒸発器５の冷温水管１１５に戻
って冷却される。

【００１８】また、暖房運転時には冷温水器は次のよう
に動作する。暖房時には冷媒循環ポンプ１１０及び冷却
水ポンプ１１１は停止している。また、暖房時制御弁１
２０は開となっており、高温再生器１２で溶液はバーナ
１８により加熱されて蒸気を発生し、発生した蒸気は制
御弁１２０を通って吸収器１１及び蒸発器１５からなる
容器に送られる。この冷媒蒸気は、吸収器１１，エリミ
ネータ１１７を通って蒸発器１５に達し、冷温水管１１
５を流れる温水を加熱しながら冷温水管１１５を流れる
温水を加熱しながら冷温水管１１５上で凝縮し、蒸発器
１５の下部に溜められる。加熱された温水は、冷温水ポ
ンプ１１２により室内冷房器１１３ａ，１１３ｂ，１１
３ｃに送られ、各室内を暖房し、温度の低下した冷水は
集められて再び蒸発器１５の冷温水管１１５に戻って加
熱される。一方、蒸発器１５の下部に溜められた冷媒は
あふれて吸収器に流入し、吸収器１１の下部に溜められ
た溶液を希釈する。希釈された溶液は、溶液循環ポンプ
１９により第一溶液熱交換器１６及び第二溶液熱交換器
１７を通って高温再生器１２へ送られる。この間に第一
溶液熱交換器１６及び第二溶液熱交換器１７を通って高
温再生器１２へ送られる。この間に第一溶液熱交換器１
６及び第二溶液熱交換器１７で、高温再生器１２からの
温度の高い濃溶液と熱交換して予熱される。高温再生器
１２では溶液が再び加熱されて冷媒蒸気が発生し、濃縮
された溶液は、第一溶液熱交換器１６，第二溶液熱交換
器１７及び第一溶液熱交換器１６を通って、吸収器１１
からの希溶液と熱交換しながら温度を低下し、吸収器１
１へ送られる。

【００１９】次に、図２に示すタイムチャートと、図３
に示す制御状態図に従って負荷急減時の冷温水器の動作
を説明する。室内冷暖房器１１３ａ，１１３ｂ，１１３
ｃのうち、１１３ｂを除く全ての室内冷暖房器１１３
ａ，１１３ｂが停止すると、冷房負荷が急減したことに
より冷水温度は急激に下がる。冷水温度が急減すると、
蒸発器内の圧力もこれにつれて急減する。蒸発器内の圧
力変化率ΔＰ１及び圧力Ｐ１を圧力変化率検出センサの
信号は制御装置１２２が検知しており、制御装置１２２
の記憶部１２４に記憶されている制御プログラムに従っ
て、圧力Ｐ１が所定値ＶΔＰ１以下であり、かつ圧力変
化率ΔＰ１が所定値ＶΔＰ１以下の場合、すなわち、図
３で圧力Ｐ１と圧力変化率ΔＰ１の関係がＡ領域からＢ
領域へ移行しようとした場合は、操作部１２５はこの圧
力低下による冷媒の凍結はバーナ１８の停止のみにより
回避できると判断してバーナ１８を停止する。

【００２０】圧力Ｐ１が所定値ＶＰ１以下であり、かつ
圧力変化率ΔＰ１が所定値ＶΔＰ１以上の場合には、す
なわち、図３で圧力Ｐ１と圧力変化率ΔＰ１の関係がＡ
領域からＣ領域に移行しようとした場合には、操作部１
２５はこの圧力低下による冷媒の凍結の回避にはバーナ
１８の停止に加えて冷媒液を吸収器内へ送り込む強制希
釈が必要であると判断し、バーナ１８を停止するととも
に、制御バルブ１１９を閉から開に切り替える。このと
き、さらに冷却水ポンプ１１１を停止してもよい。この
動作により、蒸発器１５の下部に溜っている冷媒は循環
ポンプ１１０，制御バルブ１９を通って吸収器１１の下
部の溶液溜めに送られ、溶液を強制的に希釈する。希釈
された溶液は吸収能力を失い、蒸発器内の圧力が上がっ
て、冷水の温度は上昇する。溶液循環ポンプ１９も動作
を続け、吸収器内で希釈された溶液が溶液循環路内を循
環し、再生器内の溶液濃度も低下する。

【００２１】このような強制希釈運転を蒸発器内の圧力
及び圧力変化率の関係が図３のＢ領域内に回復するまで
行った後、操作部１２５は制御バルブ１１９を開から閉
に切り替え、冷却水ポンプ１１１を停止していた場合は
これを起動する。

【００２２】本実施例によれば、蒸発器内圧力に加えて
圧力変化率を検出して、この両方により希釈手段を判断
することにより、圧力が通常運転の下限を下回った場合
でも、圧力変化率が緩やかであり、バーナの停止のみに
よって冷媒の凍結を回避できる場合には強制希釈を行わ
ないで再生器で発生させた冷媒を無駄に溶液中に戻すこ
とが無く、エネルギーの無駄な消費を防ぐことができ
る。

【００２３】さらに、圧力Ｐが小さくても、圧力変化率
ΔＰが回復した場合に強制希釈用制御バルブを閉じるこ
とにより、エネルギの無駄な消費を防ぐことができる。

【００２４】本実施例で、圧力変化率検出センサ１００
は蒸発器１５に取り付けてあるが、このセンサは吸収器
１１側に取り付けても良い。この場合、希釈方法を決定
するための圧力Ｐ１及び圧力変化率ΔＰ１はそれぞれの
取り付け場所に応じて設定すれば良い。

【００２５】図４は圧力変化率検出センサの第一の例の
全体構成を示す図である。この圧力変化率検出センサ
は、図４に示すようにケーシング４１０ａに継手４１３
によって１自由度の運動が可能なように取り付けられた
圧力検出振子４１と、圧力検出振子４１と被測定流体と
の接合面にシール用の膜４７と、圧力検出振子４１に固
定されたコイル４３と、圧力検出振子４１の他端側の運
動方向側に取り付けられた可動電極４４１と、磁石４２
が取り付けられたケーシング４１０に可動電極４４１と
対面するように形成された固定電極４４２と、圧力検出
振子４１の釣合位置からの変位を検出する圧力検出振子
変位検出器４４０と、圧力検出振子変位検出器４４０の
出力側に直列に接続され、さらにその出力側がコイル４
３の一方の側に接続するように配線されたサーボアンプ
４５と、一方が接地され他方がコイル４３の他方に接続
されるように配線された読みとり抵抗４６とから構成さ
れている。そして、検出された圧力変化率の情報は、図
４に示すように、コイル４３の端子間電圧として取り出
すように構成されている。

【００２６】圧力検出振子４１は、１自由度の運動（紙
面に水平方向）を行うように構成されているので、この
方向がセンサ感度方向となる。また、圧力検出振子４１
の両側には位置された可動電極とケーシングに固定され
ている固定電極とで２組の平板コンデンサを形成してい
る。平板コンデンサの静電容量Ｃは、数１で示されるよ
うに空隙の大きさに反比例する。

【００２７】

【数１】 Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ …（数１） ここで、εはケース内の流体の誘電率、Ｓは電極の面
積、ｄは空隙寸法である。従って、可動電極と固定電極
とで形成されている２組のコンデンサ間の静電容量の差
ΔＣを圧力検出振子変位検出器で検出することにより圧
力検出振子１の変位が検出できる。又、圧力検出振子１
には、コイルが配置されており、このコイルに電流が流
れると磁束が発生しケーシングに固定された磁石による
磁界により力を受ける。したがって、サーボアンプによ
り上述の圧力検出振子変位検出器で検出した２組のコン
デンサ間の静電容量差ΔｃがΔｃ＝０となるように、即
ち、空隙の大きさが等しくなるようにコイルに流れる電
流をフィードバック制御することにより、外力の大きさ
にかかわらず圧力検出振子の位置を釣合の位置に止めて
おくことができる。

【００２８】ここで、圧力変化率検出センサが、圧力変
化のある容器に取り付けられた場合を考える。今、図５
に示すように、時刻ｔで右方向（センサ感度方向）から
単位面積あたり圧力ｐが作用したとすれば、圧力検出振
子に対し、時計まわりのモーメントが発生する。圧力検
出振子の質量は十分小さく、膜４７のコンプライアンス
が十分大きいものとするとし、継手から、圧力中心まで
の距離をλ，継手からコイルと磁石の発生する力の中心
までの距離をχ，圧力検出振子４１の受圧部の面積をＡ
とする。圧力ｐより受圧部が受ける力の総量Ｐは

【００２９】

【数２】 Ｐ＝ｐＡ …（数２） となる。点χでのＰより受ける力Ｆ(ｔ)は、モーメント
の釣合を考えて、

【００３０】

【数３】 Ｆ(ｔ)＝Ｐ(ｔ)・λ／χ …（数３） 時々刻々変わるＦ(ｔ)に対し、常にフィードバック制御
により圧力検出振子を釣合位置に保つのに必要なフィー
ドバック制御力ｆ(ｔ)は、Ｆ(ｔ)に逆向きで等しければ
良い。フィードバック制御力ｆ(ｔ)はコイルに流れる電
流Ｉ(ｔ)に比例するので、数４と数５が成り立つ。

【００３１】

【数４】 ｆ(ｔ)＝φ・Ｉ(ｔ) …（数４）

【００３２】

【数５】 φ＝２πｒＢＮ …（数５） ここでφは電磁鎖交係数、ｒはコイル４３の半径、Ｂは
磁石４２の磁束密度、Ｎはコイル４３の巻き数で与えら
れる。

【００３３】圧力Ｐ(ｔ)が与えられたときに必要なフィ
ードバック制御力は、以下の数６になる。

【００３４】

【数６】 ｆ(ｔ)＝Ｆ(ｔ)＝Ｐ(ｔ)λ／χ＝φＩ(ｔ) …（数６） 圧力Ｐ(ｔ)と電流値Ｉ(ｔ)の関係は、

【００３５】

【数７】 Ｐ(ｔ)＝χ／λ・φＩ(ｔ) …（数７） で、コイルに流れる電流値を測定することにより検出で
きる。これに対し、圧力の変化率をη(ｔ)とすると、数
８となる。

【００３６】

【数８】 η(ｔ)＝ｄＰ(ｔ)／ｄｔ＝χ／λ・φ・ｄＩ(ｔ)／ｄｔ …（数８） 今、図６に示すようにコイル４３に流れる電流について
回路方程式をたてると数９となる。

【００３７】

【数９】 ｅ＝Ｌ・ｄＩ(ｔ)／ｄｔ …（数９） ここで、Ｌはコイルのインダクタンスである。従って圧
力の変化率ηは数１０となる。

【００３８】

【数１０】 η(ｔ)＝χ／λ・φ・ｅ／Ｌ …（数１０） コイル４３両端の端子電圧を検出することにより、圧力
変化率を測定することができる。

【００３９】第一の例の圧力変化検出センサでは、上記
のように構成しているので、圧力検出振子の運動方向に
沿って圧力が加わると圧力検出振子が変位し、この変位
を変位検出器で電圧信号として検出し、サーボアンプ４
５で増幅する。サーボアンプでは、この電圧信号を電流
指令に変換する。この電流は圧力検出振子に取り付けら
れたコイルに流れ、固定磁極との間にトルクが発生し変
位検出器の出力が０となるように圧力検出振子を変位さ
せ平行させる。従って、圧力検出振子の変位を０とする
のは、自動的になされる。上記したように、このときコ
イルに流れる電流値は、加わった圧力に比例し、コイル
の両端の電圧は、電流値の微分値、従って圧力の変化率
に比例する。

【００４０】図７は、コイルが内部抵抗Ｒを含んでいる
場合に、圧力の変化率情報を検出する方法を示したもの
である。図７に示すような回路について、回路方程式を
たてると、数１１となる。

【００４１】

【数１１】 ｅ＝ＲＩ(ｔ)＋Ｌ・ｄＩ(ｔ)／ｄｔ …（数１１） ここで、ｅはコイルの両端の電圧、Ｒはコイルの内部抵
抗、Ｌはコイルのインダクタンスである。今、図７に示
すようにコイルを流れた電流は、すべて読みとり抵抗を
流れるとすると、数１２が成り立つ。

【００４２】

【数１２】 ｅｒ＝ｒ・Ｉ(ｔ) …（数１２） したがって、図６に示した場合と同様に、圧力変化検出
センサに作用する圧力変化率は、数１３に示すように、
コイルの両端の電圧と、読みとり抵抗４６両端の電圧を
測定することにより検出可能である。

【００４３】

【数１３】 η(ｔ)＝χφ／λ・(ｅ−Ｒ／ｒ・ｅｒ)／Ｌ …（数１３） 又、図８は、数１３で表わされる圧力及び圧力変化率検
出センサの信号処理部分にオペアンプを用いて構成した
ものである。このような構成とすることにより、コイル
４３の抵抗部分が無視できないときでも、圧力変化率検
出センサに作用する圧力変動を検出することができる。

【００４４】図９は、第二の例である圧力及び圧力変化
率検出センサの全体構成を示す説明図である。図４に示
す圧力変化率検出センサと同様な構成であるが、この圧
力変化率検出センサは、圧力検出振子４１とそのシール
用の膜４７と、圧力検出振子４１に固定された磁石４２
と，可動電極４４１と，ケーシング４１０と，ケーシン
グ４１０に固定されたコイル４３と、固定電極４４２
と、圧力検出振子の釣合位置からの変位を検出する圧力
検出振子変位検出器４４０とサーボアンプ４５と，読み
とり抵抗４６で構成されている。即ち、コイル４３はケ
ーシング４１０側に、磁石４２は圧力検出振子４１側に
設けられている。この場合も図４に示す圧力変化率検出
センサと同等に圧力変化率は、図６に示すようにコイル
４３の端子電圧として取り出す。

【００４５】なお、図４および図９に示す圧力変化検出
センサにおいて、磁石４２は永久磁石であっても、磁束
密度を一定に保った電磁石であっても良い。又、数１
０，数１３から分かるように、圧力検出振子４１の素
材，構造的な特性（ヤング率，断面モーメントなど）
は、考慮する必要がないので、構成度の圧力変化率の検
出が可能となる。

【００４６】なお、圧力変化率検出センサの実施例では
すべて静圧を検出していたが、動圧を同じように検出す
ることももちろん可能である。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、吸収冷温水機の冷房負
荷急減時に圧力及び圧力変化率を検出することにより、
吸収器もしくは蒸発器の圧力すなわち温度の降下のしか
たが緩やかな場合には再生器の加熱手段停止のみを行
い、急な場合の時のみ同時に冷媒の強制希釈も同時に行
うことにより、不必要な強制希釈を行うこと無く、エネ
ルギ効率の高い方法で、吸収冷温水機の凍結回避を行う
ことが出来る効果がある。本発明の圧力変化率検出セン
サによれば、コイルに流れるフィードバック電流量は、
可動部材に加わる圧力の変化率に正確に比例した物理量
を示し、また、このときコイル両端の電圧は、電磁誘導
の法則よりフィードバック電流の微分値に比例した物理
量を示すので、この電圧を検出することにより、フィー
ドバック電流の微分値、即ち可動部材に加わる圧力の微
分値（圧力変化率）に比例した物理量を高精度に検出す
ることができる。また、電流値を測定することにより、
圧力も同時に高精度に計測することができる。すなわ
ち、圧力変化率そのものを、直接、高精度に検出できる
ので、圧力を検出して微分回路により得る場合に比べ、
ノイズの影響を受ける心配がない効果がある。素材，構
造的な特性（強い非線形要素を含む）に依存した検出で
ないため、広範囲において、高精度の検出が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸収冷温水機の系統図。

【図２】負荷急変時のタイムチャート。

【図３】圧力と圧力変化率が検出されたときの制御状態
を示す説明図。

【図４】第一の例の圧力変化率検出センサの説明図。

【図５】力の釣り合いを示す説明図。

【図６】コイル回路方程式の説明図。

【図７】内部抵抗Ｒを有する場合のコイルの回路方程式
の説明図。

【図８】オペアンプを使用した場合の回路図。

【図９】第二の例の圧力変化率検出センサを示す説明
図。

【符号の説明】

１１…吸収器、１２…高温再生器、１３…低温再生器、
１４…凝縮器、１５…蒸発器、１６…第一溶液熱交換
器、１７…第二溶液熱交換器、１８…バーナ、１９…溶
液循環ポンプ、１００…圧力及び圧力変化率検出セン
サ、１１０…冷媒循環ポンプ、１１１…冷却水ポンプ、
１１２…冷温水ポンプ、１１３ａ,113ｂ,１１３ｃ…室
内冷暖房器、１１４…加熱管、１１５…冷温水管、１１
６…伝熱管、１１７…エリミネータ、１１８…冷温水配
管、１１９，１２０…制御バルブ、１２１ａ,１２１ｂ,
１２１ｃ…室内冷暖房器のコントローラ、１２２…制御
装置、１２３…制御装置の検出部、１２４…制御装置の
記憶部、１２５…制御装置の操作部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱手段を備えた再生器，冷却水の流通す
   る伝熱管を内部に備えた凝縮器，冷水の流通する伝熱管
   及び冷媒液を溜める槽を内部に備えた蒸発器，前記蒸発
   器の前記伝熱管に散布する冷媒を循環する手段，冷却水
   の流通する前記伝熱管を内部に備えた吸収器，前記吸収
   器の前記伝熱管に溶液を散布する手段，溶液輸送手段及
   び溶液熱交換器を配管で結び、冷却水の流通する配管途
   中に冷却輸送手段を設け、配管途中に制御弁を設けた吸
   収冷温水機の制御装置であって、圧力及び圧力変化率検
   出センサを備え、前記吸収冷温水機の負荷の急変動によ
   り前記蒸発器あるいは前記吸収器の圧力が下がったとき
   に前記蒸発器または吸収器の圧力及び圧力変化率から、
   前記加熱手段停止による凍結回避の可否を判別し、回避
   不可能な場合には冷媒の強制希釈を行うことを特徴とす
   る吸収冷温水機の制御装置。