特許 6763742 抽気装置の排液制御装置、抽気装置システム、冷凍機、及び排液制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6763742

(24)【登録日】2020年9月14日

(45)【発行日】2020年9月30日

(54)【発明の名称】抽気装置の排液制御装置、抽気装置システム、冷凍機、及び排液制御方法

(51)【国際特許分類】

   F25B 43/04 20060101AFI20200917BHJP

【ＦＩ】

   F25B43/04 Z

【請求項の数】12

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-206984(P2016-206984)

(22)【出願日】2016年10月21日

(65)【公開番号】特開2018-66543(P2018-66543A)

(43)【公開日】2018年4月26日

【審査請求日】2019年10月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】和島 一喜

(72)【発明者】

【氏名】栂野 良枝

(72)【発明者】

【氏名】三吉 直也

【審査官】 石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０５０６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２８５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１１３１８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−０３８３４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ４３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

抽気弁を含み、冷凍サイクルの凝縮器からガス冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体を抽気する抽気部と、抽気された前記混合流体が貯留されるタンクと、該タンクを冷却する冷却部と、前記タンク内から不凝縮ガスを外部に排気する排気部と、前記冷却部による前記タンク内の冷却によりガス冷媒が凝縮され、貯留された液冷媒が通過する排液弁を含み、前記タンク内から液冷媒を排液させて、前記冷凍サイクルの蒸発器内に導入させる排液部と、を備える抽気装置の排液制御装置であって、
前記タンク内の気相の圧力を取得する圧力取得部と、
前記抽気弁が閉状態で、かつ前記排液弁が開状態とされた液冷媒の排液時に前記圧力取得部が取得する前記タンク内の気相の圧力の変化、及び該気相の圧力の変化に要した時間に基づき得られるパラメータが予め設定された閾値を越えたときに液冷媒の排液が完了したと検知する排液完了検知部と、
前記排液完了検知部が液冷媒の排液が完了したと検知後に前記排液弁を閉状態とする弁制御部と、
を備える抽気装置の排液制御装置。

【請求項2】

前記パラメータは、単位時間当たりの前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値である請求項１記載の抽気装置の排液制御装置。

【請求項3】

前記パラメータは、所定期間内を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を前記最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの前記気相の圧力の変化速度の平均値で割ることで得られる前記タンク内の気相の圧力変化率である請求項１記載の抽気装置の排液制御装置。

【請求項4】

前記パラメータは、単位時間当たりの前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値である第１のパラメータと、所定期間内を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を前記最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの前記気相の圧力の変化速度の平均値で割ることで得られる前記タンク内の気相の圧力変化率である第２のパラメータと、を含んでおり、
前記閾値は、前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値に対応する第１の閾値と、前記タンク内の気相の圧力変化率に対応する第２の閾値と、を含んでおり、
前記排液完了検知部は、前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値が前記第１の閾値を越えるか、或いは前記タンク内の気相の圧力変化率が前記第２の閾値を越えたときに前記液冷媒の排液が完了したと検知する請求項１記載の抽気装置の排液制御装置。

【請求項5】

前記圧力取得部は、前記タンク内の気相の圧力の他に冷凍サイクルの蒸発器内の圧力を取得し、
前記排液完了検知部は、排液開始時における前記タンク内の気相の圧力と前記蒸発器内の圧力との差に応じて、前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値及び前記第１の閾値を用いて排液の完了を検知するか、前記タンク内の気相の圧力変化率及び前記第２の閾値を用いて排液の完了を検知するかのいずれか一方を選択する請求項４記載の抽気装置の排液制御装置。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のうち、いずれか１項記載の抽気装置の排液制御装置と、
前記冷凍サイクルの前記凝縮器からガス冷媒と不凝縮ガスとを含む前記混合流体を抽気するとともに、前記抽気弁を含む前記抽気部と、抽気された前記混合流体が貯留される前記タンクと、該タンクを冷却する前記冷却部と、前記タンクから不凝縮ガスを外部に排気可能な前記排気部と、前記タンク内から排液された液冷媒を前記蒸発器内に導入するとともに、液冷媒が通過する前記排液弁を含む前記排液部と、前記圧力取得部と電気的に接続され、前記タンク内の気相の圧力を検知する圧力検知部と、を含む抽気装置と、
を備える抽気装置システム。

【請求項7】

請求項６記載の抽気装置システムと、
前記冷凍サイクルと、
を含む冷凍機。

【請求項8】

冷凍サイクルの凝縮器からガス冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体を抽気する抽気弁が閉状態で、かつタンク内の液冷媒を排液する排液弁が開状態とされた液冷媒の排液時における前記タンク内の気相の圧力の変化、及び該気相の圧力の変化に要した時間に基づいてパラメータを取得するパラメータ取得工程と、
前記パラメータが予め設定された閾値を越えたときに液冷媒の排液が完了したと判定する判定工程と、
液冷媒の排液が完了したと判定後に、前記排液弁を閉じる工程と、
を含む排液制御方法。

【請求項9】

前記パラメータ取得工程では、前記パラメータとして、単位時間当たりの前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値を取得する請求項８記載の排液制御方法。

【請求項10】

前記パラメータ取得工程では、前記パラメータとして、所定期間内を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を前記最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの前記気相の圧力の変化速度の平均値で割ることで得られる前記タンク内の気相の圧力変化率を取得する請求項８記載の排液制御方法。

【請求項11】

前記パラメータ取得工程では、前記パラメータとして、単位時間当たりの前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値である第１のパラメータと所定期間内を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を前記最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの前記気相の圧力の変化速度の平均値で割ることで得られる前記タンク内の気相の圧力変化率である第２のパラメータと、を取得し、
前記判定工程では、前記閾値として、前記第１のパラメータに対応する第１の閾値と、前記第２のパラメータに対応する第２の閾値とを用い、前記第１のパラメータが前記第１の閾値を越えるか、或いは前記第２のパラメータが前記第２の閾値を越えたときに前記液冷媒の排液が完了したと判定する請求項８記載の排液制御方法。

【請求項12】

前記判定工程では、前記液冷媒を排液する前の段階での前記タンク内の気相の圧力と前記タンク内の液冷媒が導入される蒸発器内の圧力との差に応じて、前記第１のパラメータ及び前記第１の閾値を用いて前記液冷媒の排液の完了を検知するか、前記第２のパラメータ及び前記第２の閾値を用いて前記液冷媒の排液の完了を検知するかのいずれか一方を選択する請求項１１記載の排液制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、抽気装置の排液制御装置、抽気装置システム、冷凍機、及び排液制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

冷凍機には、運転中の作動圧力が機内で一部大気圧以下となる冷媒を用いるものがある。このような冷凍機では、負圧部より空気等の不凝縮ガスが機内に侵入し、圧縮機等を経由後に凝縮器内に滞留する。
このように、凝縮器内に不凝縮ガスが滞留すると、凝縮器での冷媒の凝縮性能が阻害され、不凝縮ガスの分圧の分、全圧が高くなる。このため、冷熱機としての性能が低下してしまう。
そこで、抽気を行うことで、機外へ不凝縮ガスを排出して、冷凍機の性能を確保することが行われている。
冷凍機を構成する抽気装置システムは、凝縮器内に滞留する不凝縮ガスを冷媒とともに抽気装置内に引込み、冷媒を冷却・凝縮させることで、不凝縮ガスを濃縮し、排気ポンプ等で機外へ排出する。

【0003】

抽気装置が凝縮した冷媒液は、タンク内に貯められる。そして、一定量以上の冷媒液がタンク内に貯えられると、抽気装置から冷凍サイクルの蒸発器へ戻される。
タンク内には、冷媒液の液位（液面）を検知する液位センサが設けられている。液位センサとして、例えば、フロート式液面センサが用いられている。
冷凍機サイクルに冷媒液を戻す方法としては、例えば、フロート式液面センサが所定の液位を検知した際に、タンクに設けられた自動開閉弁を開くことで、冷凍機サイクル内に冷媒液を戻す方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−５０６１８号

【特許文献2】特開２００６−３８３４６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、近年、簡便な手法を用いて、タンク内の液冷媒の排液処理完了を検知することが望まれている。

【0006】

そこで、本発明は、簡便な手法を用いて、タンク内の液冷媒の排液処理完了を検知することの可能な抽気装置の排液制御装置、抽気装置システム、冷凍機、及び排液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】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る抽気装置の排液制御装置は、抽気弁を含み、冷凍サイクルの凝縮器からガス冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体を抽気する抽気部と、抽気された前記混合流体が貯留されるタンクと、該タンクを冷却する冷却部と、前記タンク内から不凝縮ガスを外部に排気する排気部と、前記冷却部による前記タンク内の冷却によりガス冷媒が凝縮され、貯留された液冷媒が通過する排液弁を含み、前記タンク内から液冷媒を排液させて、前記冷凍サイクルの蒸発器内に導入させる排液部と、を備える抽気装置の排液制御装置であって、前記タンク内の気相の圧力を取得する圧力取得部と、前記抽気弁が閉状態で、かつ前記排液弁が開状態とされた液冷媒の排液時に前記圧力取得部が取得する前記タンク内の気相の圧力の変化、及び該気相の圧力の変化に要した時間に基づき得られるパラメータが予め設定された閾値を越えたときに液冷媒の排液が完了したと検知する排液完了検知部と、前記排液完了検知部が液冷媒の排液が完了したと検知後に前記排液弁を閉状態とする弁制御部と、を備える。

【0008】

本発明によれば、タンク内の気相の圧力を取得する圧力取得部と、抽気弁が閉状態で、かつ排液弁が開状態の場合に、圧力取得部が取得したタンク内の気相の圧力の変化、及び気相の圧力の変化に要した時間に基づき得られるパラメータが予め設定された閾値を越えた際にタンク内の液冷媒の排液が完了したことを検知する排液完了検知部を有することにより、液面センサの有無に関わらず、タンク内の液冷媒の有無を検知することが可能となるので、タンク内の液冷媒の排液が完了したことを簡便な手法で検知できる。

【0009】

また、上記本発明の一態様に係る抽気装置の排液制御装置において、前記パラメータは、単位時間当たりの前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値であってもよい。

【0010】

このように、パラメータとして、単位時間当たりのタンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値を用いることで、液冷媒の排液が完了したことを検知することができる。

【0011】

また、上記本発明の一態様に係る抽気装置の排液制御装置において、前記パラメータは、所定期間内を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を前記最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの前記気相の圧力の変化速度の平均値で割ることで得られる前記タンク内の気相の圧力変化率であってもよい。

【0012】

このように、パラメータとして、所定期間を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得する前記タンク内の気相の圧力の変化速度を、最後の区画に取得するタンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの圧力の変化速度の平均値で割ることで得られるタンク内の気相の圧力変化率を用いることで、タンク内に貯留された液冷媒の排液が完了したことを検知することができる。

【0013】

また、上記本発明の一態様に係る抽気装置の排液制御装置において、前記パラメータは、単位時間当たりの前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値である第１のパラメータと、所定期間内を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を前記最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの前記気相の圧力の変化速度の平均値で割ることで得られる前記タンク内の気相の圧力変化率である第２のパラメータと、を含んでおり、前記閾値は、前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値に対応する第１の閾値と、前記タンク内の気相の圧力変化率に対応する第２の閾値と、を含んでおり、前記排液完了検知部は、前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値が前記第１の閾値を越えるか、或いは前記タンク内の気相の圧力変化率が前記第２の閾値を越えたときに前記液冷媒の排液が完了したと検知してもよい。

【0014】

タンク内の液冷媒の排出が開始されると、タンク内の気相の割合（体積）が緩やかに増加するにつれて、タンク内の気相の圧力が低下する。そして、タンク内の液の冷媒の排出が完了すると、タンク内のガスが排出されて、タンク内の気相の圧力が急激に低下する。これにより、タンク内の圧力は、蒸発器内の圧力に近づく。
ここで、排液処理を行う前の段階で、タンク内の気相の圧力が蒸発器内の圧力に対して十分に高い場合、タンク内のガスが排出される段階において、タンク内の気相の圧力は、蒸発器内の圧力に対して十分に高い。よって、この場合には、タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値のピークが大きくなるので、タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値、及び第１の閾値を用いて排液処理の完了を精度良く検知することが可能となる。

【0015】

一方、排液処理前の段階で、タンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が小さい場合、タンク内のガスが排出される段階において、タンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差は、排液処理前の段階よりもさらに小さくなる。このため、タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値のピークは、小さくなる。
この状態でも排液処理の完了を検知することは可能であるが、排液処理前の段階において、タンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が小さい場合には、タンク内の気相の圧力変化率を用いると、タンク内のガスが排出される期間に現れる圧力変化率のピークを強調させることが可能となる。
よって、タンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が小さい場合には、タンク内の気相の圧力変化率及び第２の閾値を用いて、液冷媒の排液の完了を検知することが好ましい。この場合、液冷媒の排液の完了を精度良く検知することができる。

【0016】

つまり、タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値が前記第１の閾値を越えるか、或いはタンク内の気相の圧力変化率が第２の閾値を越えたときに液冷媒の排液が完了したと検知する排液完了検知部を有することで、液冷媒の排液の開始時におけるタンク内の気相の圧力の大きさに依存することなく、液冷媒の排液の完了を精度良く検知することができる。

【0017】

また、上記本発明の一態様に係る抽気装置の排液制御装置において、前記圧力取得部は、前記タンク内の気相の圧力の他に冷凍サイクルの蒸発器内の圧力を取得し、前記排液完了検知部は、排液開始時における前記タンク内の気相の圧力と前記蒸発器内の圧力との差に応じて、前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値及び前記第１の閾値を用いて排液の完了を検知するか、前記タンク内の気相の圧力変化率及び前記第２の閾値を用いて排液の完了を検知するかのいずれか一方を選択してもよい。

【0018】

このような構成とすることで、液冷媒の排液の開始時におけるタンク内の気相の圧力に依存することなく、液冷媒の排液の完了を精度良く検知することができるとともに、一方のパラメータ及び閾値を用いて排液の完了を検知するので、排液完了の検知に要する時間を短縮することができる。

【0019】

また、本発明の一態様に係る抽気装置システムは、上記抽気装置の排液制御装置と、前記冷凍サイクルの前記凝縮器からガス冷媒と不凝縮ガスとを含む前記混合流体を抽気するとともに、前記抽気弁を含む前記抽気部と、抽気された前記混合流体が貯留される前記タンクと、該タンクを冷却する前記冷却部と、前記タンクから不凝縮ガスを外部に排気可能な前記排気部と、前記タンク内から排液された液冷媒を前記蒸発器内に導入するとともに、液冷媒が通過する前記排液弁を含む前記排液部と、前記圧力取得部と電気的に接続され、前記タンク内の気相の圧力を検知する圧力検知部と、を含む抽気装置と、を備えてもよい。

【0020】

このような構成とされた抽気装置システムは、液面センサの有無に関わらず、タンク内の液冷媒の有無を検知することが可能となるので、タンク内の液冷媒の排液が完了したことを簡便な手法で検知できる。

【0021】

また、上記本発明の一態様に係る冷凍機において、上記抽気装置システムと、前記冷凍サイクルと、を含んでもよい。

【0022】

このような構成とされた冷凍機は、タンク内の液冷媒の排液が完了したことを簡便な手法で検知できるとともに、タンク内の液冷媒を再利用することができる。

【0023】

また、本発明の一態様に係る排液制御方法は、冷凍サイクルの凝縮器からガス冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体を抽気する抽気弁が閉状態で、かつタンク内の液冷媒を排液する排液弁が開状態とされた液冷媒の排液時における前記タンク内の気相の圧力の変化、及び該気相の圧力の変化に要した時間に基づいてパラメータを取得するパラメータ取得工程と、前記パラメータが予め設定された閾値を越えたときに液冷媒の排液が完了したと判定する判定工程と、液冷媒の排液が完了したと判定後に、前記排液弁を閉じる工程と、を含んでもよい。

【0024】

本発明によれば、上記パラメータ取得工程、判定工程、及び排液弁を閉じる工程を有することで、液面センサの有無に関わらず、タンク内の液冷媒の有無を検知することが可能となるので、液冷媒の排液が完了したことを簡便な手法で検知することができるとともに、液冷媒の排液処理完了後に排液弁を閉じることができる。

【0025】

また、上記本発明の一態様に係る排液制御方法において、前記パラメータ取得工程では、前記パラメータとして、単位時間当たりの前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値を取得してもよい。

【0026】

このように、パラメータとして、単位時間当たりのタンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値を用いることで、液冷媒の排液が完了したことを検知することが可能となる。
特に、排液処理の開始前のタンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が大きい場合に有効である。

【0027】

また、上記本発明の一態様に係る排液制御方法において、前記パラメータ取得工程では、前記パラメータとして、所定期間内を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を前記最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの前記気相の圧力の変化速度の平均値で割ることで得られる前記タンク内の気相の圧力変化率を取得してもよい。

【0028】

このように、パラメータとして、タンク内の気相の圧力変化率を用いることで、液冷媒の排液が完了したことを検知することが可能となる。
特に、排液処理の開始前のタンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が小さい場合に有効である。

【0029】

また、上記本発明の一態様に係る排液制御方法において、前記パラメータ取得工程では、前記パラメータとして、単位時間当たりの前記タンク内の気相の圧力の変化速度の絶対値である第１のパラメータと所定期間内を複数の区間に分割した際、最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を前記最後の区間で取得した前記タンク内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの前記気相の圧力の変化速度の平均値で割ることで得られる前記タンク内の気相の圧力変化率である第２のパラメータと、を取得し、前記判定工程では、前記閾値として、前記第１のパラメータに対応する第１の閾値と、前記第２のパラメータに対応する第２の閾値とを用い、前記第１のパラメータが前記第１の閾値を越えるか、或いは前記第２のパラメータが前記第２の閾値を越えたときに前記液冷媒の排液が完了したと判定してもよい。

【0030】

このように、第１のパラメータが第１の閾値を越えるか、或いは第２のパラメータが第２の閾値を越えたときに液冷媒の排液が完了したと検知する判定工程を有することで、液冷媒の排液を開始する前の段階におけるタンク内の気相の圧力に依存することなく、液冷媒の排液の完了を精度良く検知することができる。

【0031】

また、上記本発明の一態様に係る排液制御方法において、前記判定工程では、前記液冷媒を排液する前の段階での前記タンク内の気相の圧力と前記タンク内の液冷媒が導入される蒸発器内の圧力との差に応じて、前記第１のパラメータ及び前記第１の閾値を用いて前記液冷媒の排液の完了を検知するか、前記第２のパラメータ及び前記第２の閾値を用いて前記液冷媒の排液の完了を検知するかのいずれか一方を選択してもよい。

【0032】

このような手法を用いることで、タンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が大きい場合には、第１のパラメータ及び第１の閾値を用いて排液の完了を検知し、タンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が小さい場合には、第２のパラメータ及び第２の閾値を用いて排液の完了を検知することが可能となる。
つまり、タンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差に応じて、一方のパラメータ及び閾値を用いて判定を行えばよいため、液冷媒の排液の完了の判定に要する時間を短縮することができる。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、簡便な手法を用いて、タンク内の液冷媒の排液処理完了を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の実施形態に係る冷凍機の概略構成を模式的に示す図である。

【図2】図１に示す排液制御装置の機能ブロック図である。

【図3】排液処理開始前のタンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が大きいときに排液処理を開始した場合のタンク内の気相の圧力及び蒸発器内の圧力の推移を示すグラフである。

【図4】排液処理開始前のタンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が大きいときに排液処理を開始した場合のタンク内の気相の圧力の変化速度の推移を示すグラフである。

【図5】排液処理開始前のタンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が小さいときに排液処理を開始した場合のタンク内の気相の圧力及び蒸発器内の圧力の推移を示すグラフである。

【図6】排液処理開始前のタンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が小さいときに排液処理を開始した場合のタンク内の気相の圧力の変化速度の推移を示すグラフである。

【図7】排液処理開始前のタンク内の気相の圧力と蒸発器内の圧力との差が小さいときに排液処理を開始した場合のタンク内の気相の圧力変化率の推移を示すグラフである。

【図8】抽気時の抽気弁及び排液弁の開閉状態を説明するための模式図である。

【図9】タンク内の液冷媒を排液時の抽気弁及び排液弁の開閉状態を説明するための模式図である。

【図10】タンク内の液冷媒の排液処理完了後の抽気弁及び排液弁の開閉状態を説明するための模式図である。

【図11】本発明の実施形態に係る排液制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図12】本発明の実施形態の変形例に係る排液制御方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。

【0036】

（実施形態）
図１を参照するに、本実施形態の冷凍機１０は、冷凍サイクル１１と、電動機１３と、駆動軸１４と、冷却水用管路１７と、第１のポンプ１９と、第１の流量計２１と、第１の圧力センサ２３と、冷水用管路２５と、第２のポンプ２７と、第２の流量計２９と、第２の圧力センサ３１と、抽気装置システム３５と、を有する。

【0037】

冷凍サイクル１１は、圧縮機３７と、冷媒供給用管路３８と、凝縮器４１と、膨張弁４３と、蒸発器４４と、を有する。
圧縮機３７は、冷媒吸込み口３７Ａと、冷媒吐出口３７Ｂと、を有する。冷媒吸込み口３７Ａには、蒸発器４４により低温低圧とされた冷媒が導入される。圧縮機３７は、低温低圧とされた冷媒を圧縮することで、高温高圧のガス冷媒を生成する。
圧縮機３７は、冷媒吐出口３７Ｂから高温高圧のガス冷媒を吐出する。高温高圧のガス冷媒は、冷媒供給用管路３８を介して、凝縮器４１に供給される。
圧縮機３７としては、例えば、多段遠心圧縮機を用いることが可能である。

【0038】

冷媒供給用管路３８は、一端が冷媒吸込み口３７Ａの一端と接続されており、他端が冷媒吐出口３７Ｂと接続されている。冷媒供給用管路３８は、圧縮機３７、凝縮器４１、膨張弁４３、及び蒸発器４４に冷媒を循環させる。
冷媒としては、例えば、低圧冷媒であるＨＦＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ）を用いることが可能である。

【0039】

凝縮器４１は、冷却水用管路１７を構成する伝熱部１７Ａを収容している。凝縮器４１は、高温高圧のガス冷媒と伝熱部１７Ａを流れる冷却水とを熱交換させることで、高温高圧のガス冷媒から熱を放出させて、常温高圧の液冷媒を生成する。常温高圧の液冷媒は、冷媒供給用管路３８を介して膨張弁４３に供給される。
凝縮器４１は、凝縮器４１内の冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体を抽気装置システム３５（凝縮器４１の外部）に導出する導出部４１Ａを有する。
凝縮器４１としては、例えば、シェルアンドチューブ型の熱交換器を用いることが可能である。

【0040】

膨張弁４３は、凝縮器４１と蒸発器４４との間に位置する冷媒供給用管路３８に設けられている。膨張弁４３は、例えば、オリフィスとしてもよい。膨張弁４３を通過させることで、冷媒供給用管路３８を流れる常温高圧の液冷媒を低温低圧の液冷媒にする。
低温低圧の液冷媒は、冷媒供給用管路３８を介して蒸発器４４に供給される。

【0041】

蒸発器４４は、冷水用管路２５を構成する伝熱部２５Ａを収容している。蒸発器４４は、低温低圧の液冷媒と伝熱部２５Ａを流れる冷却水とを熱交換させることで、低温低圧のガス冷媒を生成する。低温低圧のガス冷媒は、圧縮機３７の冷媒吸込み口３７Ａに供給される。蒸発器４４は、タンク５５内の液冷媒が導入される導入部４４Ａを有する。

【0042】

電動機１３は、駆動軸１４の一端と接続されている。電動機１３は、駆動軸１４を介して、圧縮機３７を駆動させる。駆動軸１４は、他端が圧縮機３７と接続されている。

【0043】

冷却水用管路１７は、冷却水が流れる管路であり、伝熱部１７Ａと、供給部１７Ｂと、回収部１７Ｃと、を有する。
供給部１７Ｂ及び回収部１７Ｃは、伝熱部１７Ａと接続されている。供給部１７Ｂは、伝熱部１７Ａに冷却水を供給する。回収部１７Ｃは、伝熱部１７Ａを通過した冷却水を回収する。
供給部１７Ｂ及び回収部１７Ｃは、冷却塔（図示せず）と接続されている。冷却塔では、回収部１７Ｃにより回収された冷却水の熱を排熱させる。排熱された冷却水は、供給部１７Ｂを介して、再度、伝熱部１７Ａに供給される。

【0044】

第１のポンプ１９は、凝縮器４１の外側に位置する供給部１７Ｂに設けられている。第１のポンプ１９は、冷却水用管路１７内に冷却水を循環させる。
第１の流量計２１は、第１のポンプ１９と凝縮器４１との間に位置する供給部１７Ｂに設けられている。第１の流量計２１は、供給部１７Ｂ内を流れる冷却水の流量を計測する。
第１の圧力センサ２３は、凝縮器４１に設けられている。第１の圧力センサ２３は、凝縮器４１内の圧力を検知する。

【0045】

冷水用管路２５は、冷水が流れる管路であり、伝熱部２５Ａと、供給部２５Ｂと、回収部２５Ｃと、を有する。
供給部２５Ｂ及び回収部２５Ｃは、伝熱部２５Ａと接続されている。供給部２５Ｂは、伝熱部２５Ａに冷水を供給する。回収部２５Ｃは、伝熱部２５Ａを通過した冷水を回収する。
供給部２５Ｂ及び回収部２５Ｃは、外部負荷（図示せず）と接続されている。外部負荷では、回収部２５Ｃにより回収された冷水を加熱する。加熱された冷水は、供給部２５Ｂを介して、再度、伝熱部２５Ａに供給される。

【0046】

第２のポンプ２７は、蒸発器４４の外側に位置する供給部２５Ｂに設けられている。第２のポンプ２７は、冷水用管路２５内に冷水を循環させる。
第２の流量計２９は、第２のポンプ２７と蒸発器４４との間に位置する供給部２５Ｂに設けられている。第１の流量計２１は、供給部２５Ｂ内を流れる冷水の流量を計測する。
第２の圧力センサ３１は、蒸発器４４に設けられている。第２の圧力センサ３１は、蒸発器４４内の圧力を検知する。

【0047】

抽気装置システム３５は、抽気装置５１と、排液制御装置５２（抽気装置の排液制御装置）と、を有する。
抽気装置５１は、タンク５５と、抽気部５６と、冷却部５７と、排気部５９と、排液部６１と、圧力検知部６３と、温度検知部６５と、を有する。

【0048】

タンク５５内には、導出部４１Ａから導出されたら冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体（以下、単に「混合流体」という場合がある）が貯留されている。タンク５５内の下部には、液相７１が形成され、液相７１の上方には気相７２が形成されている。液相７１は、液冷媒で形成されている。気相７２には、不凝縮ガスが存在している。

【0049】

抽気部５６は、抽気ライン７５と、抽気弁７６と、を有する。抽気ライン７５は、一端が導出部４１Ａと接続されており、他端がタンク５５の上部と接続されている。
抽気弁７６は、抽気ライン７５に設けられている。抽気弁７６は、排液制御装置５２と電気的に接続されている。抽気弁７６の開閉は、排液制御装置５２（具体的には、後述する図２に示す弁制御部８７）により制御される。
抽気弁７６が開くと、タンク５５内に混合流体が導入される。一方、抽気弁７６が閉じると、タンク５５内への混合流体の供給が停止される。
抽気部５６は、導出部４１Ａから導出されたら冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体を抽気する。

【0050】

冷却部５７は、タンク５５内を冷却可能な状態でタンク５５に設けられている。冷却部５７としては、例えば、冷却水が流れる配管やタンク外部に設置するペルチェ素子を用いることが可能である。

【0051】

排気部５９は、排気ライン７８と、排気用ポンプ７９と、を有する。排気ライン７８は、一端がタンク５５の上部と接続されている。排気用ポンプ７９は、排気ライン７８に設けられている。排気用ポンプ７９は、タンク５５内の気相に存在するガスを排気ライン７８内へと導く。

【0052】

排液部６１は、排液ライン８１と、排液弁８２と、を有する。排液ライン８１は、一端がタンク５５の下部と接続されており、他端が蒸発器４４の導入部４４Ａと接続されている。排液ライン８１は、タンク５５内の液状の冷媒（以下、「液冷媒Ａ」という）を蒸発器４４内に導入するためのラインである。
排液弁８２は、排液ライン８１に設けられている。排液弁８２は、排液制御装置５２と電気的に接続されている。抽気弁７６の開閉は、排液制御装置５２により制御される。
排液弁８２が開くと、タンク５５内から液冷媒Ａが蒸発器４４内に導入される。一方、排液弁８２が閉じると、タンク５５内の液冷媒Ａの蒸発器４４への供給が停止される。

【0053】

圧力検知部６３は、タンク５５内の気相７２の圧力を検知可能な状態でタンク５５に設けられている。圧力検知部６３は、排液制御装置５２を構成する圧力取得部８５と電気的に接続されている。圧力検知部６３は、検知したタンク５５の気相７２の圧力情報を圧力取得部８５に送信する。圧力検知部６３としては、例えば、圧力センサを用いることが可能である。

【0054】

温度検知部６５は、タンク５５内の気相７２の温度（冷媒ガスの温度）を検知可能な状態でタンク５５に設けられている。温度検知部６５は、排液制御装置５２を構成する温度取得部８３と電気的に接続されている。温度検知部６５は、検知したタンク５５内の気相７２の温度情報を温度取得部８３に送信する。温度検知部６５としては、例えば、温度センサを用いることが可能である。

【0055】

図１及び図２を参照して、排液制御装置５２について説明する。なお、図２では、図１に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
排液制御装置５２は、温度取得部８３と、状態監視部８４と、圧力取得部８５と、排液完了検知部８６と、弁制御部８７と、を有する。
温度取得部８３は、温度検知部６５及び状態監視部８４と電気的に接続されている。温度取得部８３は、温度検知部６５が検知した冷媒ガスの温度情報を受信することで、気相７２の温度を取得する。温度取得部８３は、取得した気相７２の温度情報を状態監視部８４に送信する。

【0056】

圧力取得部８５は、圧力検知部６３、第２の圧力センサ３１、及び排液完了検知部８６と電気的に接続されている。圧力取得部８５は、圧力検知部６３が検知したタンク５５内の気相７２の圧力を取得するとともに、第２の圧力センサ３１が検知した蒸発器４４内の圧力を取得する。
圧力取得部８５は、排液処理開始信号を受信すると、排液完了検知部８６にタンク５５内の気相７２の圧力情報、及び蒸発器４４内の圧力情報に送信する。
ここでの「排液処理開始信号」とは、タンク５５内の液冷媒Ａの排液処理を開始する際に送信される信号のことをいう。

【0057】

排液処理開始信号は、抽気弁７６及び排液弁８２と電気的に接続された弁制御部８７にも送信される。弁制御部８７は、排液処理開始信号を受信すると、排液弁８２が閉じた状態で、抽気弁７６を開く。これにより、凝縮器４１内の冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体は、抽気部５６を介して抽気され、その後、タンク５５内に導入される。

【0058】

排液完了検知部８６は、弁制御部８７、圧力取得部８５と電気的に接続されている。
排液完了検知部８６は、抽気弁７６が閉状態で、かつ排液弁８２が開状態とされた液冷媒の排液時に、圧力取得部８５が取得するタンク５５内の気相７２の圧力の変化、及び気相７２の圧力の変化に要した時間に基づいて得られるパラメータ（以下、「パラメータＰ」という）の値が予め設定された閾値（以下、「閾値Ｔｈ」という）を越えたときにタンク５５内の液冷媒Ａの排液が完了したと検知する。
排液完了検知部８６は、タンク５５内の液冷媒Ａの排液が完了したと検知した際に弁制御部８７に排液処理完了信号を送信する。

【0059】

パラメータＰとしては、例えば、単位時間当たりのタンク５５内の気相７２の圧力の変化速度の絶対値である第１のパラメータ（以下、「第１のパラメータΔＰｔ_ｎ」という）と、所定期間（圧力を検知する期間）を複数の区間（時間の長さが同じ複数の区間）に分割した際、最後の区間で取得するタンク５５内の気相７２の圧力の変化速度を、最後の区画に取得するタンク５５内の気相の圧力の変化速度を除いた残りの圧力の変化速度の平均値で割ることで得られるタンク５５内の気相７２の圧力変化率である第２のパラメータと、を用いることが可能である。

【0060】

第１のパラメータΔＰｔ_ｎ（ＫＰａ／ｓｅｃ）は、下記（１）式により求めることができる。
ΔＰｔ_ｎ＝｜（Ｐｔ_ｎ−Ｐｔ_{（ｎ−１）}）／（ｔ_ｎ−ｔ_{（ｎ−１）}）｜・・・（１）

【0061】

上記（１）式において、ｔ_ｎは時刻、ｔ_{（ｎ−１）}はｔ_ｎよりも前の時刻、（ｔ_ｎ−ｔ_{（ｎ−１）}）は圧力情報を取得するサンプリング間隔（単位時間（ｓｅｃ））、Ｐｔ_ｎは時刻ｔ_ｎのときのタンク５５内の気相７２の圧力（ＫＰａ）、Ｐｔ_{（ｎ−１）}は時刻ｔ_{（ｎ−１）}のときのタンク５５内の気相７２の圧力（ＫＰａ）をそれぞれ示している。

【0062】

一方、第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎは、下記（２）式により求めることができる。また、下記（２）式に示すΔＰｔ_ｎ、ΔＰｔ_１、ΔＰｔ_{（ｎ−１）}は、上記（１）式に基づいて求めることができる。
ΔΔＰｔ_ｎ＝ΔＰｔ_ｎ／Ａｖｅｒａｇｅ（ΔＰｔ_１〜ΔＰｔ_{（ｎ−１）}）・・・（２）

【0063】

上記（２）式において、Ａｖｅｒａｇｅ（ΔＰｔ_１〜ΔＰｔ_{（ｎ−１）}）は、最後に取得するタンク５５内の圧力の変化速度を除いた残りの圧力の変化速度の平均値を意味している。

【0064】

閾値Ｔｈとしては、例えば、第１のパラメータΔＰｔ_ｎに対応する第１の閾値（以下、「第１の閾値Ｔｈ_１」という）と、第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎに対応する第２の閾値（以下、「第２の閾値Ｔｈ_２」という）と、を用いることが可能である。
第１の閾値Ｔｈ_１は、例えば、予め試験を行うことで得られる固定値、或いは排液処理開始直前のタンク内の気相の圧力（以下、「Ｐｔ_０」という）及び排液処理開始直前の蒸発器４４内の圧力（以下、「Ｐe_０」という）の差圧に関する関数（＝ｆ（Ｐｔ_０−Ｐe_０））を用いて設定することが可能である。

【0065】

第２の閾値Ｔｈ_２は、例えば、予め試験を行うことで得られる固定値、或いは排液処理開始直前のタンク内の気相の圧力（以下、「Ｐｔ_０」という）及び排液処理開始直前の蒸発器４４内の圧力（以下、「Ｐe_０」という）の差圧に関する関数（＝ｆ（Ｐｔ_０−Ｐe_０））を用いて設定することが可能である。

【0066】

排液完了検知部８６は、第１のパラメータΔＰｔ_ｎが第１の閾値Ｔｈ_１を越えるか、或いは第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎが第２の閾値Ｔｈ_２を越えたときに液冷媒Ａの排液が完了したと検知する。

【0067】

図３では、ｔ_１は排液処理を開始した時刻（以下、「時刻ｔ_１」という）、ｔ_２は排液処理が完了した時刻（以下、「時刻ｔ_２」という）、ｔ_３はタンク５５内の気相７２の圧力が蒸発器４４内の圧力と略等しくなる時刻（以下、「時刻ｔ_３」という）をそれぞれ示している。
また、図３において、Ｔ_１はタンク５５内から液冷媒Ａが排液される期間（以下、「期間Ｔ_１」という）、Ｔ_２はタンク５５内からガスが排出されることで、タンク５５内の圧力が急激に低下し、タンク５５内の圧力が蒸発器４４内の圧力に近づく期間（以下、「期間Ｔ_２」という）をそれぞれ示している。

【0068】

ここで、図１、図３、及び図４を参照して、排液処理開始前のタンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力との差が大きい場合を例に挙げて、排液完了検知部８６が行う排液完了の検知方法について説明する。図４は、図３に示すタンク５５内の気相７２の圧力に基づいて作成したグラフである。図４では、図３に示す符号と同一の符号を用いる。
なお、排液処理前後の抽気弁７６及び排液弁８２の開閉状態は、弁制御部８７を説明する際に説明する。

【0069】

排液処理前の段階において、蒸発器４４内の圧力に対してタンク５５内の圧力が十分に高い場合、期間Ｔ_１では、タンク５５内の液冷媒Ａの排液によりタンク５５内の気相７２の体積が緩やかに増加する。これにより、タンク５５内の気相７２の圧力は、緩やかに減圧される（図３参照）。
このため、期間Ｔ_１におけるタンク５５内の気相７２の圧力の変化速度は、第１の閾値Ｔｈ_１よりも十分に小さい値となるので、第１の閾値Ｔｈ_１に到達することはない（図４参照）。

【0070】

タンク５５内の液冷媒Ａの排液処理が進むと、時刻ｔ_２にタンク５５内の液冷媒Ａの排出が完了する。時刻ｔ_２でのタンク５５内の気相７２の圧力は、蒸発器４４内の圧力に対して十分に高いため、時刻ｔ_２〜時刻ｔ_３の期間におけるタンク５５内の気相７２の圧力の変化速度のピークが大きくなる。
よって、排液処理前の段階において、蒸発器４４内の圧力に対してタンク５５内の圧力が十分に高い場合には、上述した第１のパラメータΔＰｔ_ｎ及び第１の閾値Ｔｈ_１を用いて、第１のパラメータΔＰｔ_ｎの波形が第１の閾値Ｔｈ_１を越えたことを検知することで、排液処理の完了を精度良く検知することが可能となる。

【0071】

ここで、図１、及び図５〜図７を参照して、排液処理開始前のタンク５５内の気相の圧力と蒸発器４４内の圧力との差が小さい場合を例に挙げて、排液完了検知部８６が行う排液完了の検知方法について説明する。
図５では、図３に示す符号と同一の符号を用いる。図６では、図５に示すタンク５５内の気相７２の圧力に基づいて作成している。図７では、図６に示すタンク５５内の気相７２の圧力の変化速度に基づいて作成している。

【0072】

排液処理前の段階において、蒸発器４４内の圧力とタンク５５内の気相７２の圧力との差が小さい場合、期間Ｔ_１では、タンク５５内の液冷媒Ａの排液によりタンク５５内の気相７２の体積が緩やかに増加する。これにより、タンク５５内の気相７２の圧力は、緩やかに減圧される（図５参照）。
しかし、排液処理前の段階において、蒸発器４４内の圧力とタンク５５内の気相７２の圧力との差が小さいため、期間Ｔ_１におけるタンク５５内の気相７２の圧力を示す曲線の傾きは、図３に示すタンク５５内の気相７２の圧力を示す曲線の傾きよりも小さくなる。

【0073】

タンク５５内の液冷媒Ａの排液処理が進むと、時刻ｔ_２においてタンク５５内の液冷媒Ａの排出が完了する。時刻ｔ_２では、タンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力との差がさらに小さくなるため、時刻ｔ_２〜時刻ｔ_３の期間におけるタンク５５内の気相７２の圧力の変化速度のピークも小さくなる（図６参照）。
この状態でも排液処理の完了を検知することは可能であるが、排液処理前の段階において、タンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力との差が小さい場合には、タンク５５内の気相７２の圧力変化率を用いると、タンク５５内のガスが排出される期間（具体的には、時刻ｔ_２〜時刻ｔ_３の間の期間）に現れる圧力変化率のピークを強調させることが可能となる。
よって、タンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力との差が小さい場合には、タンク５５内の気相７２の圧力変化率及び第２の閾値を用いて、液冷媒Ａの排液の完了を検知することが好ましい。この場合、液冷媒Ａの排液の完了を精度良く検知することができる。

【0074】

つまり、第１のパラメータΔＰｔ_ｎが第１の閾値Ｔｈ_１を越えるか、或いは第２のパラメータ第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎが第２の閾値Ｔｈ_２を越えたときに液冷媒Ａの排液が完了したと検知する排液完了検知部８６を有することで、液冷媒Ａの排液の開始時におけるタンク５５内の気相の圧力の大きさに依存することなく、液冷媒Ａの排液の完了を精度良く検知することができる。

【0075】

図１、図２、及び図８〜図１０を参照して、弁制御部８７について説明する。図８では、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。図９では、図８に示す構造体と同一構成部分には統一符号を付す。図１０では、図９に示す構造体と同一構成部分には統一符号を付す。また、図８〜図１０において、黒で塗り潰された状態の抽気弁７６及び排液弁８２は閉状態を示しており、白抜き状態の抽気弁７６及び排液弁８２は開状態を示している。

【0076】

弁制御部８７は、抽気弁７６、排液弁８２、及び排液完了検知部８６と電気的に接続されている。弁制御部８７は、抽気開始信号、抽気停止信号、排液処理開始信号、及び排液処理完了信号を受信する。

【0077】

図８に示すように、弁制御部８７が抽気開始信号を受信すると、弁制御部８７は、排液弁８２を閉じ、抽気弁７６を開く制御を行う。これにより、タンク５５内に、凝縮器４１から抽気された混合流体（冷媒と前記不凝縮ガスとを含む混合流体）が導入され、タンク５５内に液冷媒Ａが貯留される。その後、タンク５５内に液冷媒Ａが溜まると、弁制御部８７は、抽気停止信号を受信する。その後、弁制御部８７は、排液処理開始信号を受信する。

【0078】

図９に示すように、弁制御部８７が排液処理開始信号を受信すると、弁制御部８７は、抽気弁７６を閉じ、排液弁８２を開く制御を行う。これにより、凝縮器４１から混合流体の抽気が停止され、排液部６１を介して、タンク５５内から液冷媒Ａの排液が開始される。排液された液冷媒Ａは、蒸発器４４内に導入される。
そして、時間の経過とともに液冷媒Ａの排液処理が進み、やがてタンク５５内の液冷媒Ａの排液処理が完了し、排液完了検知部８６から排液処理完了信号が送信される。

【0079】

図１０に示すように、弁制御部８７が排液処理完了信号を受信すると、弁制御部８７は、抽気弁７６を閉じた状態で、排液弁８２を閉じる制御を行う。これにより、排液処理が停止される。

【0080】

第１の実施形態の排液制御装置５２によれば、タンク５５内の気相７２の圧力を取得する圧力取得部８５と、抽気弁７６が閉状態で、かつ排液弁８２が開状態の場合に、圧力取得部８５が取得したタンク５５内の気相７２の圧力の変化、及び気相７２の圧力の変化に要した時間に基づいて得られるパラメータＰの値が予め設定された閾値Ｔｈを越えたときに液冷媒Ａの排液が完了したと判定する排液完了検知部８６を有することで、液面センサの有無に関わらず、タンク５５内の液冷媒Ａの有無を検知することが可能となるので、液冷媒Ａの排液が完了したことを簡便な手法で検知することができる。

【0081】

また、パラメータＰとして、第１のパラメータΔＰｔ_ｎ及び第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎを用い、閾値Ｔｈとして、第１の閾値ΔＰｔ_ｎまたは第２の閾値ΔΔＰｔ_ｎを用いることで、排液処理前のタンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力差の大きさに依存することなく、液冷媒Ａの排液処理が完了したことを検知できる。

【0082】

さらに、上記排液制御装置５２と、抽気装置５１と、を含む抽気装置システム３５によれば、簡便な手法で液冷媒Ａの排液が完了したことを検知して、排液弁８２を閉じることができる。
また、上記抽気装置システム３５と、冷凍サイクル１１と、を含む冷凍機１０によれば、簡便な手法で液冷媒Ａの排液が完了したことを検知して、排液弁８２を閉じることができるとともに、タンク５５内の液冷媒Ａを再利用することができる。

【0083】

なお、第１の実施形態では、一例として、タンク５５内に液面センサを設けない場合を例に挙げて説明したが、図１に示すタンク５５内に液相７１の液面を検知する液面センサを設けてもよい。

【0084】

図１、図２、及び図１１を参照して、本実施形態の排液制御方法について説明する。図１１に示すＢは、Ｓ８及びＳ９を含む判定工程（以下、「判定工程Ｂ」という）を示している。
図１１に示す処理が開始されると、Ｓ１では、抽気処理を開始する。具体的には、Ｓ１では、抽気開始信号を弁制御部８７が受信した段階で、弁制御部８７が排液弁８２を閉じ、抽気弁７６を開く制御を行う。これにより、凝縮器４１から冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体の抽気が開始される。その後、処理は、Ｓ２へと進む。

【0085】

Ｓ２では、排液弁８２を閉じ、抽気弁７６を開いた状態で、抽気処理を継続させる（抽気中）。その後、処理は、Ｓ３へと進む。
Ｓ３では、弁制御部８７が抽気停止信号を受信したか否かの判定が行われる。Ｓ３において、Ｎｏと判定されると、処理はＳ２へと戻る。一方、Ｓ３において、Ｙｅｓと判定されると、処理はＳ４へと進む。

【0086】

Ｓ４では、タンク５５内の気相７２の圧力、及び蒸発器４４内の圧力の検知を開始するとともに、上述した手法を用いて、パラメータＰ（第１のパラメータΔＰｔ_ｎ及び第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎ）の取得を開始する（パラメータ取得工程）。
タンク５５内の気相７２の圧力は、圧力検知部６３を用いて検知する。圧力検知部６３は、タンク５５内の気相７２の圧力に関する情報を圧力取得部８５に送信する。
蒸発器４４内の圧力は、第２の圧力センサ３１を用いて検知する。第２の圧力センサ３１は、蒸発器４４内の圧力に関する情報を圧力取得部８５に送信する。上記２つの圧力を測定する時間及び間隔は、適宜設定することが可能である。Ｓ４の処理が終わると、処理はＳ５へと進む。

【0087】

Ｓ５では、弁制御部８７が抽気停止信号を受信後に、抽気処理を停止させる。具体的には、弁制御部８７により、図８に示す開状態とされた抽気弁７６を閉じる制御を行う。これにより、抽気処理が停止される。その後、処理は、Ｓ６へと進む。

【0088】

Ｓ６では、排液処理開始信号を圧力取得部８５及び弁制御部８７が受信後に、タンク５５内の液冷媒Ａの排液処理を開始する。具体的には、Ｓ６では、弁制御部８７が排液弁８２を開く制御を行う。これにより、タンク５５内の液冷媒Ａの排液処理が開始され、排液部６１を介して、蒸発器４４内に液冷媒Ａが導入される。その後、処理はＳ７へと進む。

【0089】

Ｓ７では、排液弁８２を開き、抽気弁７６を閉じた状態で、排液処理を継続させる（排液中）。その後、処理は、Ｓ８へと進む。

【0090】

Ｓ８では、排液完了検知部８６により、第１のパラメータΔＰｔ_ｎが第１の閾値Ｔｈ_１を超えたか否かの判定が行われる。Ｓ８において、第１のパラメータΔＰｔ_ｎが第１の閾値Ｔｈ_１を超えていないと判定（Ｎｏ判定）されると、処理はＳ９へと進む。一方、第１のパラメータΔＰｔ_ｎが第１の閾値Ｔｈ_１を超えたと判定（Ｙｅｓ判定）されると、処理はＳ１０へと進む。

【0091】

Ｓ９では、排液完了検知部８６により、第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎが第２の閾値Ｔｈ_２を超えたか否かの判定が行われる。Ｓ９において、第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎが第２の閾値Ｔｈ_２を超えていないと判定（Ｎｏ判定）されると、処理はＳ７へと戻る。一方、第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎが第２の閾値Ｔｈ_２を超えたと判定（Ｙｅｓ判定）されると、処理はＳ１０へと進む。なお、Ｓ８及びＳ９は、判定工程Ｂを構成している。

【0092】

Ｓ１０では、排液完了検知部８６から弁制御部８７に排液処理完了信号が送信される。弁制御部８７が排液処理完了信号を受信すると、弁制御部８７は、排液弁８２を閉じる制御を行う（排液弁を閉じる工程）。これにより、タンク５５内の液冷媒Ａの排液処理が終了する。これにより、図１１に示すフローチャートの処理は、全て終了する。

【0093】

本実施形態の排液制御方法によれば、冷凍サイクル１１の凝縮器４１から冷媒と不凝縮ガスとを含む混合流体を抽気する抽気弁７６が閉状態で、かつタンク５５内の液冷媒Ａを排液する排液弁８２が開状態とされた液冷媒Ａの排液時におけるタンク５５内の気相７２の圧力の変化、及び気相７２の圧力の変化に要した時間に基づいてパラメータを取得するパラメータＰ（第１のパラメータΔＰｔ_ｎ及び第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎ）を取得するパラメータ取得工程と、パラメータＰ（第１のパラメータΔＰｔ_ｎ及び第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎ）の値が予め設定された閾値Ｔｈ（第１及び第２の閾値Ｔｈ_１，Ｔｈ_２）を越えたときに液冷媒Ａの排液が完了したと判定する判定工程Ｂと、液冷媒Ａの排液が完了したと判定後に、排液弁８２を閉じる工程と、を有することで、液面センサの有無に関わらず、タンク５５内の液冷媒Ａの有無を検知することが可能となるので、液冷媒Ａの排液が完了したことを簡便な手法で検知することができる。

【0094】

また、パラメータＰとして、第１のパラメータΔＰｔ_ｎ及び第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎを用い、閾値Ｔｈとして、第１の閾値ΔＰｔ_ｎまたは第２の閾値ΔΔＰｔ_ｎを用いることで、排液処理前のタンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力差の大きさに依存することなく、液冷媒Ａの排液が完了したことを検知することができる。

【0095】

なお、本実施形態の図１１では、一例として、Ｓ７の後に、Ｓ８（第１のパラメータΔＰｔ_ｎが第１の閾値Ｔｈ_１を越えたか否かの判定を行うステップ）を行い、その後、Ｓ９（第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎが第２の閾値Ｔｈ_２を越えたか否かの判定を行うステップ）を行う場合を例に挙げて説明したが、Ｓ８とＳ９の位置を替えてもよい。つまり、Ｓ７の後に、Ｓ９を行い、その後、Ｓ８を行ってもよい。

【0096】

図１２に示すように、Ｓ７の後に、Ｓ８とＳ９とを並列で配置し、Ｓ８の判定とＳ９の判定とを同時に行ってもよい。図１２において、図１１に示すフローチャートのステップ（Ｓ）と同一ステップには同一の符号を付す。

【0097】

また、例えば、図１２に示すＳ７において、排液完了検知部８６がタンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力差に応じて、Ｓ８及びＳ９のうち、どちらの判定処理を行うか選択（第１のパラメータΔＰｔ_ｎ及び第１の閾値Ｔｈ_１を用いて排液の完了を検知するか、第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎ及び第２の閾値Ｔｈ_２を用いて排液の完了を検知するかのいずれか一方を選択）してもよい。

【0098】

このような手法を用いることで、排液開始時におけるタンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力との差に応じて、タンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力との差が大きい場合には、第１のパラメータΔＰｔ_ｎ及び第１の閾値Ｔｈ_１を用いて排液の完了を検知し、タンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力との差が小さい場合には、第２のパラメータΔΔＰｔ_ｎ及び第２の閾値Ｔｈ_２を用いて排液の完了を検知することが可能となる。
これにより、タンク５５内の気相７２の圧力と蒸発器４４内の圧力との差に応じて、一方の判定処理のみを行えばよいため、排液の完了を検知するために必要な時間を短縮することができる。

【0099】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0100】

１０…冷凍機、１１…冷凍サイクル、１３…電動機、１４…駆動軸、１７…冷却水用管路、１７Ａ，２５Ａ…伝熱部、１７Ｂ，２５Ｂ…供給部、１７Ｃ…回収部、１９…第１のポンプ、２１…第１の流量計、２３…第１の圧力センサ、２５…冷水用管路、２７…第２のポンプ、２９…第２の流量計、３１…第２の圧力センサ、３５…抽気装置システム、３７…圧縮機、３７Ａ…冷媒吸込み口、３７Ｂ…冷媒吐出口、３８…冷媒供給用管路、４１…凝縮器、４１Ａ…導出部、４３…膨張弁、４４…蒸発器、４４Ａ…導入部、５１…抽気装置、５２…排液制御装置、５５…タンク、５６…抽気部、５７…冷却部、５９…排気部、６１…排液部、６３…圧力検知部、６５…温度検知部、７１…液相、７２…気相、７５…抽気ライン、７６…抽気弁、７８…排気ライン、７９…排気用ポンプ、８１…排液ライン、８２…排液弁、８３…温度取得部、８４…状態監視部、８５…圧力取得部、８６…排液完了検知部、８７…弁制御部、Ａ…液冷媒、Ｂ…判定工程、Ｐ…パラメータ、ΔＰｔ_ｎ…第１のパラメータ、ΔΔＰｔ_ｎ…第２のパラメータ、Ｔｈ_１…第１の閾値、Ｔｈ_２…第２の閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】