(57)【要約】【課題】再生器内での吸収液の液面レベルの変動に伴って直火加熱手段の燃焼度合いを制御すると共に、空焚きを防止できるようにした直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法を提供する。【解決手段】液面検出手段により検出された液面レベルＨが基準レベルＬ以上の高レベルであれば通常運転が続行され、ある時点で基準レベルＬより低位となり、しかも低レベルが連続して３回検出されると、制御装置から燃料制御弁に信号を出力して閉動作を開始する。この後、６０秒経過するまでに基準レベルＬ以上の高レベルが３回検出されると通常運転に復帰するが、そうでない場合には６０秒経過した時点で燃焼停止とする。この燃焼停止から６０秒経過するまでに様子を見て、その間に高レベルが３回検出されると通常運転に復帰するが、低レベルが連続して３回検出された場合には６０秒経過した時点で異状停止とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器を含む吸収冷凍機において、前記再生器は直火加熱手段と、この再生器に連通した液面検出部と、この液面検出部に設けた液面検出手段とを備え、前記液面検出手段が基準レベルより低い液面レベルを検出した時に前記直火加熱手段の燃料制御弁の閉動作を開始し、前記基準レベルより低い液面レベルを検出した時から一定時間経過するまでに前記基準レベル以上の液面レベルを回復しない時は前記直火加熱手段の燃焼を停止し、この燃焼停止後に一定時間経過するまでに前記基準レベル以上の液面レベルを回復しない時は異状停止とすることを特徴とする直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法。
【請求項２】
前記液面検出手段が基準レベルより低い液面レベルを検出した時とは、前記基準レベルより低い液面レベルを連続して複数回検出した時であることを特徴とする請求項１に記載の直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法。
【請求項３】
前記燃焼停止後に一定時間経過するまでに前記基準レベル以上を回復しない時とは、前記基準レベルより低い液面レベルを連続して複数回検出した時であることを特徴とする請求項１に記載の直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法。
【請求項４】
前記基準レベルより低い液面レベルを検出した時から一定時間経過するまでに前記基準レベル以上の液面レベルを連続して複数回検出した時は通常運転に復帰することを特徴とする請求項１に記載の直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法。
【請求項５】
前記燃焼停止後に一定時間経過するまでに前記基準レベル以上の液面レベルを連続して複数回検出した時は通常運転に復帰することを特徴とする請求項１に記載の直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に吸収冷凍機は、基本の構成要素として再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを含み、吸収器から戻される濃度の薄い吸収液を再生器で加熱することにより水蒸気を発生させ、この水蒸気を凝縮器に送り込んで凝縮した後に蒸発器で蒸発させ、この蒸発に伴う潜熱により負荷側から戻る冷媒液を冷却し、この冷媒液によって負荷側を冷却する作用をなす。そして、前記再生器から濃度の濃い吸収液が吸収器に送り込まれ、前記蒸発器で蒸発した水蒸気を吸収液に吸収させ、濃度の薄くなった吸収液を吸収器から前記再生器に戻すというサイクルが繰り返し行われる。
【０００３】
前記再生器においては、燃料ガス又はオイル等の燃料をバーナで燃焼する直火式加熱手段が通常用いられている。そして、再生器では前記のように吸収器から戻される濃度の薄い吸収液を加熱沸騰させることにより水蒸気を発生させるが、加熱中に再生器内における吸収液の液面レベルが変動する。特に、液面レベルが基準レベルより低下すると空焚きの危険が生じるのみならず、吸収液が過剰濃縮となって結晶化の虞が生じる。このため、液面レベルの変動に伴って前記直火式加熱手段の燃焼度合いを制御することが要求される。
【０００４】
従来、例えば特許文献１には、再生器における吸収液の液面レベルを制御する方法が開示されている。しかしながら、この特許文献１の場合は、二重効用型の吸収冷凍機であってその高温再生器の内部と連通可能に設けた液面検出ボックスに磁歪式液面計を設置し、この液面計によって高温再生器内の吸収液の液面レベルを計測し、液面レベルの高低に応じた制御信号を制御装置から吸収液ポンプに出力して、その吸収液ポンプの回転数を制御し、高温再生器の吸収液の液面レベルを制御するようにしたものである。
【０００５】
又、特許文献２には、高温再生器における吸収液が少なくなり過ぎると高温再生器の温度が急上昇する危険があるので、燃焼加熱室の燃焼を停止して吸収冷凍機を緊急停止させるようにした液面制御方法が開示されている。しかしながら、この特許文献２の場合は、液面検出手段が出力するオン／オフ信号に基づいて液面の移動平均値を制御装置が演算算出し、この移動平均値に基づいて商用電源の周波数を周波数変換装置において変換し、吸収液ポンプの回転を制御するようにしたものである。
【特許文献１】特開平６−２０１２１１号公報
【特許文献２】特開平８−４２９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、高温再生器の吸収液の液面レベルを計測することにより、吸収液ポンプの回転数を制御し、当該吸収液ポンプのオン／オフ回数を減じてポンプ寿命を延ばすことを主目的とするものであり、再生器内での吸収液の液面レベルが変動し、その液面レベルの変動に伴って再生器の直火式加熱手段を制御するものではない。又、特許文献２では、オン／オフ信号を出力する液面検出手段を用いながら吸収液ポンプの回転数制御を可能とし、吸収液ポンプのオン／オフ回数を減らして装置寿命を延ばすと共に、液面の乱れを減らして制御性を高めることを主目的としており、液面レベルの変動に伴って再生器の直火式加熱手段を制御するものではない。
【０００７】
そこで、本発明は直火式吸収冷凍機において、再生器内での吸収液の液面レベルの変動に伴って直火式加熱手段の燃焼度合いを制御すると共に、空焚きを未然に防止できるようにした直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法は、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器を含む吸収冷凍機において、前記再生器は直火加熱手段と、この再生器に連通した液面検出部と、この液面検出部に設けた液面検出手段とを備え、前記液面検出手段が基準レベルより低い液面レベルを検出した時に前記直火加熱手段の燃料制御弁の閉動作を開始し、前記基準レベルより低い液面レベルを検出した時から一定時間経過するまでに前記基準レベル以上の液面レベルを回復しない時は前記直火加熱手段の燃焼を停止し、この燃焼停止後に一定時間経過するまでに前記基準レベル以上の液面レベルを回復しない時は異状停止とすることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２は、請求項１の直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法において、前記液面検出手段が基準レベルより低い液面レベルを検出した時とは、前記基準レベルより低い液面レベルを連続して複数回検出した時であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３は、請求項１の直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法において、前記燃焼停止後に一定時間経過するまでに前記基準レベル以上を回復しない時とは、前記基準レベルより低い液面レベルを連続して複数回検出した時であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４は、請求項１の直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法において、前記基準レベルより低い液面レベルを検出した時から一定時間経過するまでに前記基準レベル以上の液面レベルを連続して複数回検出した時は通常運転に復帰することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５は、請求項１の直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法において、前記燃焼停止後に一定時間経過するまでに前記基準レベル以上の液面レベルを連続して複数回検出した時は通常運転に復帰することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記請求項１の発明によれば、再生器において、液面検出手段が吸収液の基準レベルより低い低レベルを検出した時に直火加熱手段の燃料制御弁の閉動作を開始するので、低レベル時での過剰燃焼を防止できると共に、吸収液の結晶化を抑えることができる。又、低レベル検出時から一定時間経過するまでに基準レベル以上の液面レベルを回復できない時は直火加熱手段の燃焼を停止するので、空焚きを未然に防止することができる。更に、この燃焼停止後に一定時間経過するまでに基準レベル以上の液面レベルを回復できない時は異状停止とするので、従来に比して異状停止の回数を減少させることができる。
【００１４】
上記請求項２の発明によれば、液面検出手段が吸収液の基準レベルより低い低レベルを連続して複数回検出した時に、直火加熱手段の燃料制御弁の閉動作を開始するようにしたので、制御開始に対する確実性を高めることができる。液面検出手段が一時的或いは断続的に低レベルを検出した場合の制御開始を排除することができ、これにより燃料制御弁の頻繁な切り替えを抑えることができる。
【００１５】
上記請求項３の発明によれば、液面検出手段が吸収液の基準レベルより低い低レベルを連続して複数回検出した時に異状停止とするので、異状停止に対する確実性を高めることができる。不安定要因によって液面検出手段が一時的に或いは断続的に低レベルを検出した場合の異常停止を排除することができ、これによりメンテナンスの回数を減少させることができる。
【００１６】
上記請求項４の発明によれば、直火加熱手段の燃料制御弁の閉動作が開始され、液面検出手段の低レベル検出時から一定時間経過するまでに基準レベル以上の高レベルを連続して複数回検出できた時は通常運転に復帰させるので、通常運転への復帰のタイミングを早めることができると共に、燃焼停止の回数を減少させることができる。
【００１７】
上記請求項５の発明によれば、燃焼停止後に一定時間経過するまでに基準レベル以上の高レベルを連続して複数回検出できた時は通常運転に復帰させるので、通常運転への復帰のタイミングを早めることができると共に、異状停止の回数を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明するが、吸収冷凍機の全体構成については図示を省略する。
図１は吸収冷凍機の要部の概略断面図を示すもので、１は再生器（二重効用型では高温再生器）であり、二重壁で囲まれた下部の燃焼加熱室１ａに直火加熱手段２が配設され、上部の空間室１ｂにはその側壁の一部を隔壁とする液面検出部３が設けられると共に、この液面検出部３に液面検出手段４が取り付けられている。
【００１９】
上記液面検出部３はボックス状の容器から構成され、その底部近傍の隔壁には連通部３ａが設けられて再生器１内の被加熱吸収液５と連通しており、上部近傍の隔壁には連通部３ｂが設けられて空間室１ｂ内の水蒸気と連通している。これにより、再生器１内の被加熱吸収液５と液面検出部３内の被検出吸収液６とは、ほぼ同じ液面レベルで、且つ殆ど同じ温度となり、しかも前記燃焼加熱室１ａでガス又はオイル等の燃料を燃焼して再生器１内の被加熱吸収液５を加熱沸騰させ、冷媒としての水を蒸発分離する際には液面検出部３にある被検出吸収液６は殆ど泡立つことはない。
【００２０】
前記液面検出手段４は、液面検出部３の天板部に固定して垂設した例えば磁歪式液面計により構成され、その概略を説明すると強磁性体からなる磁歪線４ａと、この磁歪線４ａに沿って配設された基準マグネット４ｂとフロートマグネット４ｃとを備えており、基準マグネット４ｂとフロートマグネット４ｃとの離間距離を計測することで、フロートマグネット４ｃのレベル即ち被検出吸収液６の液面レベルＨを精度良く検出できるようにしてある。前記のように液面検出部３の被検出吸収液６は殆ど泡立つことはないため、液面検出手段４のフロートマグネット４ｃの上下移動が安定し、被検出吸収液６の液面レベルＨを正確に検出することができる。又、液面検出部３で検出した液面レベルＨは、再生器１内で沸騰して泡立つ被加熱吸収液５の実質的な液面レベルに同等であるとみなすことができる。尚、液面検出手段４は磁歪式液面計に限定されず、従来の他の液面検出計を用いても良い。
【００２１】
上記液面検出手段４により計測した液面レベルＨは、信号に変換されて制御装置７に入力され、この制御装置７において予めＣＰＵに登録されている基準レベルＬと比較演算され、基準レベルＬ以下と判定された場合には制御装置７から出力信号が出されて以下に記述する燃焼制御が実行される。尚、図１において、８は直火加熱手段２への燃料供給を制御する燃料制御弁であり、９は液面検出部３に設けられた温度センサであって、双方共に上記制御装置７に接続されている。
【００２２】
図２は、本発明に係る直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法の一態様を示すものである。前記液面検出部３内の液面レベルＨは、液面検出手段４によって一定時間（例えば５秒であるがそれに限定されない）周期で計測されるものとする。液面検出部３内の液面レベルＨが基準レベルＬより高位を保っている間は通常運転が続行される。例えばＰ点を経過した時点で液面レベルＨが基準レベルＬより低位となり、しかも連続して複数回（例えば３回であるがそれに限定されない）低レベルが検出されると、制御装置７から燃料制御弁８に信号を出力して燃料制御弁８の閉動作を開始する。この燃料制御弁８の閉動作は比較的緩慢に行われ、これにより直火加熱手段２の燃焼は徐々に低燃焼状態となる。低レベルの検出を連続して複数回としたのは、低レベルを最初に検出してからごく短時間の間に基準レベルＬ以上の高レベルを回復する場合があるのを考慮したものである。これにより、低レベルの判定を確実に行うと共に、燃料制御弁８に対する頻繁な閉動作操作を避けることができる。
【００２３】
上記低燃焼状態が一定時間（例えば６０秒であるがそれに限定されない）内で、例えばＱ点を経過した時点で液面レベルＨが基準レベルＬより高位となり、しかも連続して複数回（例えば３回であるがそれに限定されない）高レベルが検出されると、制御装置７から燃料制御弁８に信号を出力して、開動作に切り替えることで通常運転に戻る。そして、液面検出部３内の液面レベルＨが基準レベルＬより高位を保っている間は通常運転が続行される。高レベルの検出を連続して複数回としたのは、最初の高レベル検出からごく短時間の間に低レベルに落ち込む場合があるのを考慮したものである。これにより、高レベルを確実に判定すると共に、燃料制御弁８に対する頻繁な開動作操作を避けることができる。
【００２４】
その後、例えばＲ点を経過した時点で液面レベルＨが基準レベルＬより低位となり、しかも連続して複数回（例えば３回であるがそれに限定されない）低レベルが検出されると、制御装置７から燃料制御弁８に信号を再出力して燃料制御弁８の閉動作を開始する。前記と同じく燃料制御弁８の閉動作は比較的緩慢に行われ、これにより直火加熱手段２の燃焼は徐々に低燃焼状態となる。低燃焼状態が一定時間（例えば６０秒であるがそれに限定されない）経過するまで、依然として液面レベルＨが基準レベルＬ以下の低レベルである場合は、制御装置７から燃料制御弁８に信号が出力されて完全に閉となり、直火加熱手段２は燃焼停止となる。これにより、再生器１内での被加熱吸収液６の過剰燃焼を防止できると共に、空焚きを防止することができる。
【００２５】
本実施形態では、直火加熱手段２に対する燃料供給制御は燃料制御弁８により行う構成としたが、図１に示すように燃料供給管における燃料制御弁８より若干上流側に遮断弁１０を併設して、この遮断弁１０を制御装置７に接続し、燃料供給管の開閉は遮断弁１０が行うように構成することが好ましい。これにより、上記燃焼停止の場合には遮断弁１０を速やかに閉じることで、安全性を向上させることができる。
【００２６】
更に、燃焼停止から一定時間（例えば６０秒であるがそれに限定されない）液面レベルＨの状態を見て、その一定時間が経過するまでに液面レベルＨが依然として基準レベルＬ以下の低レベルであり、しかも連続して複数回（例えば３回であるがそれに限定されない）低レベルを検出した場合には、当該一定時間が経過した時点で制御装置７から駆動装置１１に信号が出力されてオフとなり、吸収冷凍機が異状停止となる。この異状停止では、再生器１内での液面レベル異状の他に、吸収冷凍機での他の箇所例えば吸収液ポンプ等の何等かのトラブルも生じている可能性があるので、メンテナンスが必要となる。
【００２７】
従来では、図２に破線で示すように液面レベルＨが前記Ｐ点で基準レベルＬより低位となっても燃料制御弁８を開いたままで低燃焼状態とせず、その後短時間で高レベルを回復したが、前記Ｒ点を経過した時点で再び基準レベルＬより低位となったことを検出してから一定時間（例えば６０秒であるがそれに限定されない）様子を見て、その間に液面レベルＨが基準レベルＬ以上に回復しない場合には、当該一定時間を経過した時点で異状停止とした。このため、低レベルが検出されてから一定時間経過した時点で、直ちに異状停止にして吸収冷凍機の運転を緊急停止するものであった。これにより、吸収冷凍機の緊急停止が頻繁に発生することがあり、メンテナンスの回数が増大する事態を招いていた。
【００２８】
これに対し、本発明では前記のように低レベルを連続して複数回検出した時に、異状停止の前段階として先ず直火加熱手段２への供給燃料量を徐々に絞って低燃焼状態とし、そのまま一定時間様子を見て、液面レベルＨが依然として低レベルを続けた場合には、当該一定時間を経過した時点ではじめて燃焼停止とした（異状停止ではない）。この場合、低レベルを連続して複数回検出することにより、その低レベルの判定を確実にすることで、一時的或いは断続的な液面低下での燃焼停止を排除することができる。又、燃料供給量の減少を早期に開始するので、燃焼停止までの燃焼量が削減されて空焚きの危険性が低下することになる。
【００２９】
本発明では、上記燃焼停止から更に一定時間様子を見て、液面レベルＨが依然として低レベルを続け、一定時間が経過するまでに低レベルを連続して複数回検出した場合には、当該一定時間を経過した時点ではじめて異状停止とした。これにより、一時的或いは断続的な液面低下による異状停止が排除され、従来のように異状停止が頻繁に発生することはなくなり、メンテナンスの回数増大を抑えることができる。又、前記のように異状停止の前段階で既に燃焼停止にするため、空焚き防止を早期の段階で図ることができる。
【００３０】
更に、本発明では燃焼停止に至る前の低燃焼状態の最中に液面レベルＨが基準レベルＬ以上の高レベルを回復した場合、或いは燃焼停止後異状停止に至る前の様子見の最中に液面レベルＨが基準レベルＬ以上の高レベルを回復したような場合には、いずれも通常運転に復帰させるようにしたので途中で通常運転に戻す可能性を増やすことができる。しかも通常運転への復帰に際し、高レベルの検出を連続して複数回とすることで判定を確実にし、その判定精度を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法として適用することができ、通常の吸収冷凍機のみならず、他の例えば二重効用型又は三重効用型の吸収冷凍機等にも広く利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用する直火式吸収冷凍機の要部を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る直火式吸収冷凍機の空焚き防止制御方法の実施形態の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  再生器
１ａ  燃焼加熱室
２  直火加熱手段
３  液面検出部
４  液面検出手段
５  被加熱吸収液
６  被検出吸収液
７  制御装置
８  燃料制御弁
９  温度センサ
１０  遮断弁
１１  駆動装置
【図１】
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【図２】
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