特開 2024-85428 冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024085428

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 49/02 20060101AFI20240620BHJP

【ＦＩ】

F25B49/02 550

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022193697

(22)【出願日】2022-12-02

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-06-19

(71)【出願人】

【識別番号】391007242

【氏名又は名称】三菱重工冷熱株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】中島 健太朗

(72)【発明者】

【氏名】隅田 隼佑

(72)【発明者】

【氏名】外村 琢

(57)【要約】

【課題】安定した運転状態を維持させることが可能な冷却装置を提供することを目的とする。
【解決手段】冷媒が循環される冷媒循環路２を備える密封型の冷却装置１であって、冷媒循環路２内の水分量を検知する検知手段２０，２３が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒が循環される冷媒循環路を備える密封型の冷却装置であって、
前記冷媒循環路内の水分量を検知する検知手段が設けられていることを特徴とする冷却装置。

【請求項2】

前記冷媒を前記冷媒循環路内に導入可能な導入路と、前記冷媒循環路内の前記冷媒を水分とともに外部に排出可能な排出路と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記導入路と前記排出路は、前記冷媒循環路内の前記冷媒を圧縮する圧縮機よりも前記冷媒循環路の上流側に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記排出路は、前記導入路よりも前記冷媒循環路の上流側に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。

【請求項5】

前記検知手段は、前記圧縮機よりも前記冷媒循環路の上流側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。

【請求項6】

前記検知手段は、前記導入路よりも前記冷媒循環路の下流側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。

【請求項7】

前記検知手段は、露点計であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、窒素等の冷媒を循環させる冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

様々な産業分野で対象を冷却するために用いられる冷却装置が知られている。このような冷却装置には、冷媒循環路を循環する冷媒を利用して対象を冷却するように構成されているものもあり、環境保全の観点から、フロンの代わりに窒素、二酸化炭素等を冷媒として使用する冷却装置もある。

【0003】

冷媒として窒素を使用するものの一例である特許文献１に示される冷却装置は、冷媒循環路内の冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機により圧縮された高圧高温の冷媒を冷却する水冷式熱交換器と、この熱交換器により冷却された高圧低温の冷媒を膨張させる膨張機と、膨張機により膨張された低温低圧の冷媒により冷却対象物を冷却する熱交換器と、から主に構成されている。この冷却装置は、冷媒循環路が外部流体に対して密封されている、いわゆる密封型である。

【0004】

このような冷媒循環路に充填される窒素は、水蒸気の含有量が極めて少ない乾燥窒素である。これにより、水蒸気の露点温度は、冷媒流路内における窒素の最低温度よりも低温となっており、冷媒流路内で結露や着霜の発生が防止されている。そのため、安定して窒素を循環させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１８４２３２号公報（第６頁、第１図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のような冷却装置にあっては、正常な運転状態では冷媒循環路内の圧力が大気圧よりも高い陽圧となっているため、冷媒循環路を構成する流体管同士の継ぎ目等から空気などの外部流体が流入することが防止されている。しかしながら、異常が生じて冷媒循環路内の圧力が大気圧よりも低い陰圧の箇所が生じると、継ぎ目等から流体管内に水分を含む外気が混入することがある。そのため、冷媒の交換が定期的に行われるものの、水分量の多い環境への設置、異常が生じやすい運転態様等、過酷な使用状況では、定期的な交換を待たずに着霜量等が許容値を上回り、冷却効率が低下する虞があった。

【0007】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、安定した運転状態を維持させることが可能な冷却装置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】

前記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、
冷媒が循環される冷媒循環路を備える密封型の冷却装置であって、
前記冷媒循環路内の水分量を検知する検知手段が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、検知手段によって検知された水分量に応じて、適宜冷媒循環路内の水分量を低下させることができる。これにより、冷媒循環路内にて過度な着霜の発生が防止されるため、安定した運転状態を維持することができる。

【0009】

前記冷媒を前記冷媒循環路内に導入可能な導入路と、前記冷媒循環路内の前記冷媒を水分とともに外部に排出可能な排出路と、を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、簡素な構成で冷媒循環路内の水分量を低下させることができる。

【0010】

前記導入路と前記排出路は、前記冷媒循環路内の前記冷媒を圧縮する圧縮機よりも前記冷媒循環路の上流側に接続されていることを特徴としている。
この特徴によれば、安全に冷媒循環路内の水分量を低下させることができる。

【0011】

前記排出路は、前記導入路よりも前記冷媒循環路の上流側に接続されていることを特徴としている。
この特徴によれば、安全に冷媒循環路内の水分量を低下させることができる。

【0012】

前記検知手段は、前記圧縮機よりも前記冷媒循環路の上流側に配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、水分量の検知精度を安定させることができる。

【0013】

前記検知手段は、前記導入路よりも前記冷媒循環路の下流側に配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、導入路より新たな冷媒が導入されることによる水分量の変化を素早く検知することができるため、新たな冷媒が過度に導入されることを抑止することができる。

【0014】

前記検知手段は、露点計であることを特徴としている。
この特徴によれば、簡便に冷媒循環路内における冷媒の最低温度と冷媒に含まれる水蒸気の露点温度とを比較することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例における冷凍サイクルを用いた冷却装置を示す図である。

【図2】流体管に取り付けられている露点計を示す図である。

【図3】報知処理について説明するためのフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明に係る冷凍サイクルを用いた冷却装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例0017】

実施例に係る冷凍サイクルを用いた冷却装置につき、図１から図３を参照して説明する。

【0018】

図１に示されるように、本実施例における冷却装置１は、種々の素材や加工品並びに生鮮食料品等を保存する冷凍庫等の冷却対象物を冷却するために、冷媒循環路内に密封された冷媒を利用した冷凍サイクルを構成している。

【0019】

なお、この冷却装置１は、系の温度・圧力の違いにより、冷凍用、冷蔵用、空調冷房用等に適用でき、冷却対象に応じて好適な冷却温度領域の冷凍システムに適用される。また、本実施例では冷媒として乾燥窒素を適用しているが、密閉された冷媒循環路２内を循環可能な乾燥冷媒であれば適宜変更されてもよい。

【0020】

冷却装置１は、コンプレッサＣ（圧縮機）、水冷熱交換器３（冷却器）、排熱回収熱交換器４、膨張タービンＥ（膨張機）、ブライン冷却器５（熱交換器）を主に備え、これらの機器が各種配管７ａ～７ｆにより密閉状に接続されて密封型の冷媒循環路２を構成している。

【0021】

冷媒循環路２について詳しくは、コンプレッサＣの下流側（吐出側）には、配管７ａを介して水冷熱交換器３の高温側配管３ａが接続されている。

【0022】

水冷熱交換器３の高温側配管３ａの下流側には、配管７ｂを介して排熱回収熱交換器４の高温側配管４ａが接続されている。

【0023】

排熱回収熱交換器４の高温側配管４ａの下流側には、配管７ｃを介して膨張タービンＥが接続されている。

【0024】

膨張タービンＥの下流側（吐出側）には、配管７ｄを介してブライン冷却器５の冷媒配管５ａが接続されている。

【0025】

ブライン冷却器５の冷媒配管５ａの下流側には、配管７ｅを介して排熱回収熱交換器４の低温側配管４ｂが接続されている。

【0026】

排熱回収熱交換器４の低温側配管４ｂの下流側には、配管７ｆを介してコンプレッサＣが接続されている。

【0027】

なお、本実施例においては、冷媒を圧縮するコンプレッサＣの下流側（吐出側）から膨張タービンＥの上流側（吸入側）までの間に配設される配管７ａ、水冷熱交換器３（高温側配管３ａ）、配管７ｂ、排熱回収熱交換器４（高温側配管４ａ）および配管７ｃにより高圧系統が構成されている。

【0028】

また、冷媒を膨張させる膨張タービンＥの下流側（吐出側）からコンプレッサＣの上流側（吸入側）までの間に配設される配管７ｄ、ブライン冷却器５（冷媒配管５ａ）、配管７ｅ、排熱回収熱交換器４（低温側配管４ｂ）および配管７ｆにより低圧系統が構成されている。

【0029】

また、配管７ｂには、バイパス配管１６ａ（バイパス流路）が接続され、バイパス配管１６ａは、バランス弁１４により流路を開閉可能に構成されている。

【0030】

バイパス配管１６ａに設けられるバランス弁１４の下流側には、三方切換弁１５が設けられている。三方切換弁１５から分岐する一方の分岐バイパス配管１６ｂが配管７ｆと接続され、他方の分岐バイパス配管１６ｃが配管７ｄと接続されている。

【0031】

なお、分岐バイパス配管１６ｂは、配管７ｂから配管７ｆに高圧の冷媒を直接供給することにより配管７ｆ内の冷媒の圧力を一定以上に調整するための昇圧用バイパスラインとして機能する。

【0032】

また、分岐バイパス配管１６ｃは、配管７ｂから配管７ｄに高温の冷媒を直接供給することにより低圧系統の除霜等を行うための昇温用バイパスラインとして機能する。

【0033】

また、図２に示されるように、配管７ｆ内には、その径方向に沿って露点計２０の検出部２０ａが挿入配置されている。検出部２０ａは、コンプレッサＣや分岐バイパス配管１６ｂよりも上流側に配置されている。さらに、配管７ｆには、露点計２０よりも上流側に冷媒を導入可能な導入路２１と、導入路２１よりも上流側に冷媒を排出可能な排出路２２が連通接続されている。

【0034】

露点計２０は、周知の静電容量式露点計であり、－１００℃ＤＰから＋２０℃ＤＰの露点温度を計測することできるものである。露点計２０の検出部２０ａには、冷媒に含まれる水蒸気の割合とほぼ同じ割合の水分子が付着する。また、検出部２０ａには、水分子の量に応じて変化する静電容量を測定するための回路が設けられている。この静電容量に基づいて、露点計２０に接続されている制御部２３は冷媒の露点温度を算出する。

【0035】

また、制御部２３は、警報を鳴らすことが可能な報知器２４に接続されている。なお、報知器は、警報に限らず、点灯するものであってもよく、露点温度が表示されるモニタであってもよく、これらが併用されているものであってもよく、適宜変更されてもよい。

【0036】

また、制御部２３は、直接の図示は省略するが、コンプレッサＣの上流側および下流側の圧力を測定するための圧力センサなどとも接続されている。すなわち、制御部２３は、冷却装置１全体の制御を行うための制御部である。なお、制御部２３は、露点温度の測定、報知器２４の動作にのみ使用されるものであってもよい。

【0037】

導入路２１は、弁２１ａにより流路を開閉可能に構成されている。また、導入路２１の上流には乾燥窒素が封入されているボンベ２１ｂに接続されている。排出路２２は、弁２２ａにより流路を開閉可能に構成されている。

【0038】

コンプレッサＣおよび膨張タービンＥは、モータ１０により駆動される。このモータ１０は、同軸上に延びる駆動軸１０ａ，１０ｂを備え、コンプレッサＣと膨張タービンＥとが接続されている。膨張タービンＥの上流側（吸入側）の高圧冷媒により生じる該膨張タービンＥの回転動力が、駆動軸１０ｂを介してコンプレッサＣの駆動軸１０ａに伝達されることで、動力回収がなされるように構成されている。

【0039】

また、モータ１０には、空冷用のファンＦにより空気が循環する空冷用循環流路１２が接続されており、ファンＦおよび空冷用循環流路１２によりモータ１０が冷却されるようになっている。また、空冷用循環流路１２には、空冷用循環流路１２内の空気と熱交換するラジエータ１３が接続されている。

【0040】

水冷熱交換器３は、コンプレッサＣにより圧縮された冷媒が流れる高温側配管３ａと、高温側配管３ａとは別系統であり冷却水が循環する低温側配管３ｂと、を備えており、高温側配管３ａと低温側配管３ｂとの間で熱交換を行うことにより、高温側配管３ａ内を流れる冷媒を冷却できるようになっている。

【0041】

なお、ここでいう高温側配管３ａおよび低温側配管３ｂとは、水冷熱交換器３において熱交換を行う２つの配管の内部を流れる冷媒の温度を比較したときの高温側、低温側に基づくものである。これは、排熱回収熱交換器４の高温側配管４ａと低温側配管４ｂについても同様である。

【0042】

排熱回収熱交換器４は、水冷熱交換器３で冷却された冷媒が流れる高温側配管４ａと、ブライン冷却器５からの戻り冷媒が流れる低温側配管４ｂと、を備えており、高温側配管４ａと低温側配管４ｂとの間で熱交換を行うことにより、高温側配管４ａ内を流れる冷媒を冷却できるようになっている。

【0043】

ブライン冷却器５は、膨張タービンＥで膨張させた低圧の冷媒が流れる配管７ｄに接続された冷媒配管５ａと、冷媒配管５ａとは別系統でありブラインが循環するブライン配管５ｂと、を備えており、冷媒配管５ａとブライン配管５ｂとの間で熱交換を行うことにより、ブライン配管５ｂ内を流れるブラインを冷却できるようになっている。

【0044】

なお、ブライン配管５ｂは、図示しない冷却対象物である冷凍庫の内部に配設される熱交換管と接続されており、冷却されたブラインが熱交換管を流れることにより、冷凍庫内を冷却できるようになっている。

【0045】

次に、冷却装置１の通常運転である冷却運転時の動作について説明する。なお、以下の説明において、配管７ｆ内の冷媒Ａ１（例えば約４ｋＰａ、約３５℃）を基準とし、高圧とは、冷媒Ａ１と比べて高圧であることを指し、低圧とは、冷媒Ａ１と略同圧（誤差５ｋＰａ以内）であることを指し、常温とは、冷媒Ａ１と略同温（誤差５℃以内）であることを指し、高温、低温とは、常温よりも高温、低温であることを指す。

【0046】

なお、高圧・低圧系統の各所における冷媒の圧力、温度の数値は、例示に過ぎず当該数値に限られるものではない。また、本実施例においては、冷媒の圧力の数値は大気圧（約１０１ｋＰａ）との差であり、０ｋＰａは大気圧を示している。

【0047】

冷却運転時において、モータ１０が駆動すると、冷媒は冷媒循環路２内を循環し始める。これについて、コンプレッサＣを起点として説明すると、コンプレッサＣは、配管７ｆ内の低圧常温の冷媒Ａ１（約４ｋＰａ、約３５℃）を吸引して圧縮する。コンプレッサＣにより圧縮され昇温した高圧高温冷媒Ａ２（約８１ｋＰａ、約１１９℃）は、配管７ａを通って水冷熱交換器３の高温側配管３ａに吐出される。

【0048】

冷却運転時には、水冷熱交換器３の低温側配管３ｂ内を冷却水が循環しているため、水冷熱交換器３の高温側配管３ａに吐出された高圧高温冷媒Ａ２は、水冷熱交換器３の低温側配管３ｂ内を流れる冷却水と熱交換され、高圧高温冷媒Ａ３（約８０ｋＰａ、約４３℃）となり、排熱回収熱交換器４の高温側配管４ａに吐出される。

【0049】

排熱回収熱交換器４の高温側配管４ａに吐出された高圧高温冷媒Ａ３は、排熱回収熱交換器４の低温側配管４ｂ内を流れる後述する低圧低温冷媒Ａ６と熱交換され、高圧低温冷媒Ａ４（約７９ｋＰａ、約－６５℃）となり、膨張タービンＥに吐出される。

【0050】

膨張タービンＥに吐出された高圧低温冷媒Ａ４は、膨張タービンＥにより膨張され、低圧低温冷媒Ａ５（約７ｋＰａ、約－８０℃）となり、ブライン冷却器５の冷媒配管５ａに吐出される。

【0051】

冷却運転時には、ブライン冷却器５のブライン配管５ｂ内をブラインが循環しているため、ブライン冷却器５の冷媒配管５ａに吐出された低圧低温冷媒Ａ５は、ブライン冷却器５のブライン配管５ｂ内を流れるブラインと熱交換され、低圧低温冷媒Ａ６（約６ｋＰａ、約－６５℃）となり、排熱回収熱交換器４の低温側配管４ｂに吐出される。

【0052】

排熱回収熱交換器４の低温側配管４ｂに吐出された低圧低温冷媒Ａ６は、排熱回収熱交換器４の高温側配管４ａ内を流れる前述した高圧高温冷媒Ａ３と熱交換され、低圧常温冷媒Ａ１（約４ｋＰａ、約３５℃）となり、配管７ｆに吐出される。

【0053】

なお、上述した冷却装置１の冷却運転時の空気冷凍サイクルにおける圧力および温度は、モータ１０（コンプレッサＣの駆動軸１０ａ）の回転数が約１９０００ｒｐｍの条件のものを例に説明している。

【0054】

以上のように通常運転がなされる冷却装置１では、例えば膨張タービンＥにより膨張された冷媒の圧力が大気圧を下回るなどの異常が生じると、配管７ｄを構成する配管同士の継ぎ目などから外気が流入することがある。外気には、冷媒として使用されている乾燥窒素よりも多分の水蒸気が含まれていることから、冷媒内の水蒸気量が増加して露点温度の上昇に繋がる。

【0055】

上述したように、本実施例において最も低い冷媒の温度は、一点鎖線で囲んで示す配管７ｄを通過する低圧低温冷媒Ａ５の約－８０℃である。そこで、適切とされる冷媒の露点温度を－９０℃ＤＰ以下に設定している。

【0056】

例えば露点温度が－６０℃ＤＰに上昇すると、配管７ｄ内で着霜が生じて流路が閉塞される虞があるため、制御部２３には、－９０℃ＤＰが判定基準である閾値露点温度として設定されており、これを上回ることで報知器２４から警報を鳴らす報知処理が構成されている。

【0057】

図３に示されるように、報知処理では、まず露点計２０から入力された静電容量に基づいて露点温度を測定する（ステップＳ１）。次いで、測定された露点温度が閾値露点温度を上回っているか否かを判定し、上回っていると判定した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、すなわち冷却装置１の冷媒循環路内の水分量が異常状態であると判定した場合にはステップＳ３に移行する。

【0058】

なお、本実施例では、上述したように低圧常温冷媒Ａ１の圧力は約４ｋＰａであり、高圧低温冷媒Ａ４の圧力である約７９ｋＰａや低圧低温冷媒Ａ５の圧力である約７ｋＰａよりも低い。閾値露点温度である－９０℃ＤＰはこれらの圧力差についても加味して設定されたものである。このように着霜を防止可能であれば、閾値露点温度は例示した数値に限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。

【0059】

ステップＳ３では、報知器２４より警報が出力されているか否かを判定する。警報が鳴っていない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、すなわち当該ステップＳ３の移行前まで冷却装置１の冷媒循環路内の水分量が通常状態であった場合には、報知器２４に警報を鳴らせるための出力信号を送信する（ステップＳ４）。

【0060】

そして、ステップＳ１に戻り、ステップＳ２にて測定された露点温度が閾値露点温度を上回っていると判定し、ステップＳ３にて警報が鳴っていると判定された場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、すなわち当該ステップＳ３の移行時にすでに冷却装置１の冷媒循環路内の水分量が異常状態であった場合には、再びステップＳ１に戻り、警報が鳴っている状態が維持される。

【0061】

この処理は、ステップＳ２にて測定された露点温度が閾値露点温度以下であると判定されるまで繰り返される（ステップＳ２：Ｎｏ）。ステップＳ２にて測定された露点温度が閾値露点温度以下であると判定されると、ステップＳ５にて報知器２４より警報が出力されているか否かが判定され、警報が鳴っていると判定された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、報知器２４に警報を停止させるための停止信号を送信する（ステップＳ６）。

【0062】

また、ステップＳ２にて露点温度が閾値露点温度を上回っていると判定されるまで、ステップＳ１，Ｓ２（Ｎｏ），Ｓ５（Ｎｏ）の処理が繰り返し実行される。このように、制御部２３は、常時露点温度を測定して、閾値露点温度を上回っているか否かを判定している。

【0063】

なお、報知処理の構成は適宜変更されてもよい。例えば、露点温度が閾値露点温度を上回っていると判定されることで、所定時間（例えば１分間）だけ警報が鳴るように構成されていてもよい。このような構成であれば、露点温度が閾値露点温度を上回っている期間、警報が鳴り続ける一方で、露点温度が閾値露点温度以下となることで所定時間後に警報が停止するため、制御を簡素にすることができる。

【0064】

報知器２４の警報が鳴っている場合には、導入路２１の弁２１ａを開放してボンベ２１ｂから乾燥窒素を配管７ｆに供給しつつ、排出路２２の弁２２ａを開放して冷却装置１内の冷媒を排出させて、冷却装置１内の冷媒の露点温度を－９０℃ＤＰ以下まで低下させることで停止させる制御ができる。なお、このような制御は、コンプレッサＣに導入される圧縮前の冷媒Ａ１の圧力が設定値を下回らない範囲であれば可能である。このように、簡素な構成で冷媒循環路２内の水分量を低下させることができる。

【0065】

なお、上記したステップＳ２において、測定された露点温度が閾値露点温度を上回っていると判定された場合には、報知器２４に警報を鳴らせることと並行して、導入路２１の弁２１ａおよび排出路２２の弁２２ａの開放を自動で操作するようにしてもよく、またその後のステップＳ２において、測定された露点温度が閾値露点温度を下回っていると判定された場合には、報知器２４に警報を停止させることと並行して、導入路２１の弁２１ａおよび排出路２２の弁２２ａの閉鎖を自動で操作するようにしてもよい。

【0066】

以上説明したように、検知手段としての露点計２０、制御部２３により検知された水分量に応じて、適宜冷媒循環路２内の水分量を低下させることができる。これにより、冷媒循環路２内にて過度な着霜の発生が防止されるため、安定した運転状態を維持することができる。

【0067】

また、導入路２１と排出路２２は、コンプレッサＣよりも上流側に位置し、低圧常温冷媒Ａ１が通過する配管７ｆに連通接続されているため、安全に冷媒循環路２内の水分量を低下させることができる。

【0068】

また、導入路２１は、排出路２２よりもコンプレッサＣ側に配置されているため、円滑に冷媒循環路２内に乾燥窒素を供給することができる。

【0069】

また、導入路２１は、分岐バイパス配管１６ｂよりも上流側に配置されているため、分岐バイパス配管１６ｂの開閉状態にかかわらず、円滑に冷媒循環路２内に乾燥窒素を供給することができる。

【0070】

また、排出路２２は、分岐バイパス配管１６ｂよりも上流側に配置されているため、導入路２１と排出路２２をほぼ同じタイミングまたは導入路２１よりも先に排出路２２を開放状態とすることで、円滑に冷媒循環路２内の冷媒を入れ替えることができる。より詳しくは、排出路２２を開放してそれよりも下流側の冷媒の圧力が低下しても、分岐バイパス配管１６ｂにより低下した圧力を補うことで運転状態を維持することができる。

【0071】

また、露点計２０は、コンプレッサＣよりも上流側に位置し、低圧常温冷媒Ａ１が通過する配管７ｆ内に配置されているため、不純物の影響を抑えることができる。これにより、水分量の検知制度を安定させることができる。

【0072】

また、露点計２０は、分岐バイパス配管１６ｂよりも上流側に配置されているため、分岐バイパス配管１６ｂから導入される高圧冷媒による影響が及ぶことが防止されている。

【0073】

また、低圧低温冷媒Ａ５との圧力差が小さいため、圧力差を考慮した補正を簡素または無視することができる。これにより、制御を簡素にすることができる。

【0074】

また、露点計２０は、導入路２１よりも配管７ｆにおける下流側に配置されていることから、導入路２１より新たな乾燥窒素が導入されたことによる水分量の変化を素早く検知することができる。そのため、乾燥窒素が過度に導入されることを抑止することができる。

【0075】

また、本実施例の検出手段は、露点計２０および制御部２３であり、あらかじめ冷媒の最低温度が設定されているため、簡便に冷媒循環路２内における冷媒の最低温度と冷媒に含まれる水蒸気の露点温度とを比較することができる。

【0076】

また、本実施例の露点計２０は、静電容量式露点計であるため、常時露点温度を検知することが可能である。

【0077】

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における追加や変更があっても、本発明に含まれる。

【0078】

例えば、前記実施例では、検知手段は、露点計および制御部であるとして説明したが、これに限られず、水分量を検知可能であれば適宜変更されてもよく、例えば露点計のみであってもよい。このような構成であれば、露点計が露点温度を表示するためのモニタなどの報知器を有していてもよい。

【0079】

また、前記実施例では、露点温度は、露点計とは別に設けられた制御部により算出される構成として説明したが、これに限られず、露点計が露点温度を直接算出する構成であってもよい。このような構成であれば、制御部は、露点計から入力された露点温度を、判定基準としての露点温度と比較する構成としてもよい。

【0080】

また、前記実施例では、露点計は静電容量方式であるとして説明したが、これに限られず、鏡面冷却式であってもよく、その種類は適宜変更されてもよい。鏡面冷却式の露点計を適用する場合には、露点温度を測定する都度インターバルを必要とすることから、所定間隔置きに露点温度を測定してもよい。

【0081】

また、前記実施例では、露点温度は常時測定されている構成として説明したが、これに限られず、所定時間おきであってもよく、所定領域における冷媒の圧力や温度が変化した場合などに露点温度を測定してもよく、適宜変更されてもよい。

【0082】

また、前記実施例では、露点計は、コンプレッサよりも上流側に配置されている構成として説明したが、これに限られず、適宜変更されてもよい。

【0083】

また、前記実施例では、導入路と排出路を通じて冷媒を入れ替えることで露点温度を低下させる構成として説明したが、これに限られず、除湿器を適宜配置してもよい。

【0084】

また、前記実施例では、冷媒循環路は、コンプレッサ、水冷熱交換器、排熱回収熱交換器、膨張タービン、ブライン冷却器、各種配管により主に構成されているとして説明したが、これに限られず、その構成は適宜変更されてもよい。

【符号の説明】

【0085】

１ 冷却装置
２ 冷媒循環路
３ 水冷熱交換器（冷媒循環路の一部）
４ 排熱回収熱交換器（冷媒循環路の一部）
５ ブライン冷却器（冷媒循環路の一部）
７ａ～７ｆ 配管（冷媒循環路の一部）
２０ 露点計
２０ａ 検出部
２１ 導入路
２２ 排出路
２３ 制御部
２４ 報知器
Ｃ コンプレッサ（冷媒循環路の一部）
Ｅ 膨張タービン（冷媒循環路の一部）

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

冷媒が循環される冷媒循環路を備える密封型の冷却装置であって、
冷媒循環路内の水分量を検知する検知手段と、該検知手段で検知した前記冷媒循環路内の水分量に応じて、前記冷媒循環路内の前記冷媒の一部を水分とともに前記冷却装置の外部に排出可能な排出路と、を有していることを特徴とする冷却装置。

【請求項2】

前記冷媒を前記冷媒循環路内に導入可能な導入路を有していることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記導入路と前記排出路は、前記冷媒循環路内の前記冷媒を圧縮する圧縮機よりも前記冷媒循環路の上流側に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記排出路は、前記導入路よりも前記冷媒循環路の上流側に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。

【請求項5】

前記検知手段は、前記圧縮機よりも前記冷媒循環路の上流側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。

【請求項6】

前記検知手段は、前記導入路よりも前記冷媒循環路の下流側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。

【請求項7】

前記検知手段は、露点計であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の冷却装置。