(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過冷却器の入口における冷水圧力の検知装置と、前記過冷却器の出口における冷水温度の検知装置と、前記検知装置にそれぞれ接続する信号発信装置とを備え、前記信号発信装置よりの冷水圧力および冷水温度信号が設定値よりも上昇したときに、前記過冷却器の冷水の凍結を防止するように冷凍機を停止させることを特徴とする過冷却水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過冷却水製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の過冷却水製造装置の一例を示す系統図である。冷水は、蓄熱槽１、冷水配管２、ポンプ３、冷水予熱器４、過冷却器５、出口配管９を通って蓄熱槽１へと循環する。過冷却器５においては、冷水は入口水室７から伝熱管６のチューブ側を経て出口水室８を通り出口配管９に至る。
【０００３】
一方、冷媒系では、過冷却器５へ流入した冷媒を冷媒吸込管１１を経て冷凍圧縮機１３で吸引することによって、過冷却器５の冷媒は蒸発し、伝熱管６のチューブ内を流れている冷水を冷却する。冷凍圧縮機１３で圧縮された冷媒は、冷媒吐出管１２、凝縮器１４で冷媒液となり、膨脹弁１５を通って断熱膨脹する。以後、この冷凍サイクルが繰返される。
【０００４】
伝熱管６のチューブ内を流れる冷水は過冷却の状態となり、これが蓄熱槽１の水面上での水流衝突により過冷却水の一部がシャーベット状の氷１０となる。
【０００５】
冷水予熱器４は、冷却水入口配管１６、冷却水出口配管１７に通された水で熱を与えられ、冷水を所定の温度に調節する。
【０００６】
今、過冷却器５の伝熱管６のチューブ側を流れる過冷却水が何らかの要因で過冷却状態が解除されると、氷が発生し、伝熱管６の内部が凍結状態へと移行する。その結果、時間の経過と共に閉塞状態となる。
【０００７】
このため、過冷却水製造装置においては、過冷却器の凍結防止装置を設けている。図３に示した従来の凍結防止装置は、過冷却器５に入る冷水の流量を検知することで冷凍圧縮機１３に信号を送り、過冷却器５の凍結時に冷凍圧縮機１３を停止するようにしている。
【０００８】
この凍結防止装置は、流量センサ２３、流量指示調節計２４、冷凍圧縮機１３を停止させる電気信号２２から構成され、過冷却器５内の凍結による冷水流量の減少量を検出して凍結したと判定し、その時点で冷凍圧縮機１３を停止させる。冷水流量の減少状況の一例を図４に示す。
【０００９】
図４では、縦軸に流量指示調節計指示値を、横軸には時間をとり、過冷却器の凍結がない時は流量５０m3／ｈを指示し、過冷却器の凍結が発生した時は流量が４０m3／ｈになった時に冷凍圧縮機を停止させるように設定したことを示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の過冷却水製造装置では、過冷却器の凍結による伝熱管の破壊を防止するために、過冷却器入口において流量センサを用いて冷水流量を検出し、凍結時に過冷却器内の冷水流量が減少すると流量指示調節計を経て電気信号を送ることにより、冷凍圧縮機を停止させる。
【００１１】
然るに、このような流量の変化は過冷却器内の凍結による場合のみでなく、次のような場合にも発生し、その都度冷凍圧縮機が停止するという不具合があった：
（１）図３における蓄熱槽１から冷水を吸引するポンプ３において、気孔吸引によるキャビテーションの発生により冷水流量が減少する。
【００１２】
（２）ポンプ３の異物吸込による目詰りにより冷水流量が減少する。
【００１３】
（３）バルブ操作等の操作ミス又はポンプ３の故障により冷水流量が減少する。
【００１４】
本発明は、前記の問題を解決することができる過冷却水製造装置を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、過冷却器の入口における冷水圧力の検知装置と、前記過冷却器の出口における冷水温度の検知装置と、前記検知装置にそれぞれ接続する信号発信装置とを備え、前記信号発信装置よりの冷水圧力および冷水温度信号が設定値よりも上昇したときに、前記過冷却器の冷水の凍結を防止するように冷凍機を停止させることを特徴とする過冷却水製造装置である。
本過冷却水製造装置によれば、過冷却器内の伝熱管の凍結時に、正しく冷凍圧縮機を停止させて、同伝熱管の凍結による破壊を防止するため、過冷却器内を通る冷水流量の変動によることなく、同過冷却器入口における冷水の圧力と同過冷却器出口における冷水の温度の変動を検出し、それぞれ圧力上昇と温度上昇とによって、過冷却器内を流れる過冷却水の状態が何らかの原因で解除、即ち氷の発生による凍結時に、冷凍機をただちに停止させることができる。
【００１６】
本発明によれば、過冷却水製造装置の過冷却器における冷水の入口圧力と出口温度とを検出することにより、他の要因に影響されることなく過冷却器内伝熱管の凍結を迅速かつ正確に検出し、冷凍圧縮機の停止につなげることにより、過冷却器内伝熱管の凍結を防止し、その破壊を防ぐことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態に係る過冷却水製造装置を図１を用いて説明する。なお、図１において、図３に示した従来の装置と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１において、過冷却器５の入口水室７には、圧力センサ２０とそれに接続する圧力指示調節計２１を設けてある。
【００１９】
一方、過冷却器５の出口水室８には、温度センサ１８とそれに接続する温度指示調節計１９を設け、それぞれ冷凍圧縮機停止用電気信号２２を冷凍圧縮機１３に送ることができる構成となっている。
【００２０】
過冷却器５の伝熱管６のチューブ側で凍結が発生すると、冷水の入口圧力は急上昇し、一方、過冷却器５の出口水室８の冷水温度は、氷の発生によって０℃を示す。従って、圧力及び温度が急上昇したとき、冷凍圧縮機１３を停止させる。
【００２１】
図２に過冷却器５の凍結の有無による冷水入口圧力及び冷水出口温度の変化の一例を示す。図２では、縦軸に圧力及び温度のそれぞれの指示調節計指示値を、横軸には時間をとり、過冷却器の凍結がない時は圧力は１kg／cm2 Ｇを、温度は−２℃を指示し、過冷却器の凍結が発生した時は、圧力は２kg／cm2 Ｇになり、又は温度が０℃になると冷凍圧縮機停止用電気信号２２を出すように設定している。
【００２２】
本実施の形態では圧力センサとして精度の高いピエゾ素子を用いた圧力センサを用い、また温度センサとして精度の高い白金測温抵抗体（例としてＰｔ100 Ω）を用いたが、一定の性能を有する他の代替物であればよく、ここに記載のものに限定されない。
【００２３】
【発明の効果】
過冷却水製造装置における過冷却器内凍結防止のため、従来の過冷却器内を流れる冷水の流量を検出することにより冷凍圧縮機を停止する方式では、本来の凍結による冷水流量の減少のみならず、他の要因による流量の減少にも反応してしまい、その都度冷凍圧縮機が停止するという問題があったが、本発明によれば過冷却器入口部の冷水圧力と出口部の冷水温度を検出することにより、次の効果が得られる：
（１）過冷却器の入口圧力及び出口温度のダブルチェックにより過冷却器の凍結の判定が迅速かつ正確にできる。
【００２４】
（２）過冷却器の凍結時には圧力及び温度の上昇が急激であるので、圧力指示調節計及び温度指示調節計の設定信号でもって、冷凍圧縮機を直ちに停止させることができる。これにより、過冷却器の伝熱管の凍結破壊を未然に防止できる。
【００２５】
（３）過冷却水製造装置の自動運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る過冷却水製造装置の系統図。
【図２】前記本発明の実施の一形態に係る過冷却器を通る冷水の入口圧力、出口温度の変化図。
【図３】従来の過冷却水製造装置の系統図。
【図４】従来の過冷却器を通る冷水の流量の変化図。
【符号の説明】
１    蓄熱槽
３    ポンプ
５    過冷却器
６    伝熱管
７    入口水管
８    出口水管
１０  水
１３  冷凍圧縮機
１８  温度センサ
１９  温度指示調節計
２０  圧力センサ
２１  圧力指示調節計
２２  電気信号
２３  流量センサ
２４  流量指示調節計
【図１】
0003692171.tif 000002
【図２】
0003692171.tif 000003
【図３】
0003692171.tif 000004
【図４】
0003692171.tif 000005