CN102563995A - 控制装置、冷冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制装置、冷冻装置。控制装置在压缩机的电源电压暂时性地降低时也能够抑制冷冻装置的库内的温度上升。控制装置控制冷冻装置，该冷冻装置包括压缩机、以及在从用于使压缩机工作的电源流向压缩机的电流大于规定电流时切断流过压缩机的电流，并且根据用户的操作而接通的第1切断器，其特征在于，该控制装置包括：电压测定单元，测定电源的电压；以及控制单元，在所测定的电源的电压低于规定电压时，切断与第1切断器串联设置的第2切断器以切断从电源流向压缩机的电流，并且在电源的电压高于规定电压之后接通第2切断器，规定电流大于在电源的电压为规定电压时流过压缩机的电流。

Description

控制装置、冷冻装置

技术领域

本发明涉及控制装置、冷冻装置。

背景技术

冷冻装置中设置的压缩机有时因过热或制冷剂的缓慢泄漏等某种异常而锁定(lock)。如果压缩机锁定则流过过电流，若仍然放任不管则压缩机电机的线圈会烧毁而导致压缩机的破坏。因此，在一般的冷冻装置中设置了用于从过电流或者过热中保护压缩机的保护电路(例如，双金属器件(bimetal)等的过载继电器(overload relay))。若成为压缩机锁定的原因的异常在短时间内被解除则还好，但如果持续较长则保护电路会重复关断/接通，因此在最糟糕的情况下双金属器件会熔敷。

另一方面，在容纳生物体样本等并将库内冷却为-80摄氏度以下的所谓的超低温冷冻室中，若因压缩机的锁定等故障而丧失冷却能力，则会损坏容纳的贵重的生物体样本，因此为了防止这一状况而设置双重的冷冻电路，即使一个冷冻电路(例如，压缩机)发生故障，也会通过剩余的另一个冷冻电路来确保冷却能力，避免冻结样本的溶化。

[专利文献1](日本)特开2006-68122号公报

[专利文献2](日本)特开2010-65925号公报

若从压缩机的锁定直至双金属器件熔敷，则会持续流过过电流，因此用于保护系统整体的切断器(所谓的断路器(breaker))动作。在上述的设置了双重冷冻电路的装置中，为了防止因一个冷冻电路的压缩机的锁定而导致系统整体不运转(down)，对于两个冷冻电路还分别将单独的切断器与过载继电器串联设置。为了防止再次的熔敷，该单独的切断器使用手动复位型的切断器，并且被设定为其动作比用于保护系统整体的主切断器还要早。

另外，有时电源电压变动，压缩机因电压下降而锁定。这时也会流过过电流，但如果这里手动复位型的单独的切断器动作，则只要用户不将切断器复位，即使是电压恢复，冷冻电路也会一直停止，从而无法发挥初始的冷冻能力。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够有效地防止压缩机因电源电压的暂时性的降低而锁定的情况的冷冻装置。

为了达成上述目的，本发明的一个方面为控制装置，其控制冷冻装置，该冷冻装置包括压缩机、以及在从用于使所述压缩机工作的电源流向所述压缩机的电流大于规定电流时切断流过所述压缩机的电流，并且根据用户的操作而接通的第1切断器，其特征在于，该控制装置包括：电压测定单元，测定所述电源的电压；以及控制单元，在所测定的所述电源的电压低于规定电压时，切断与所述第1切断器串联设置的第2切断器以切断从所述电源流向所述压缩机的电流，并且在所述电源的电压高于所述规定电压之后接通所述第2切断器，所述规定电流大于在所述电源的电压为所述规定电压时流过所述压缩机的电流。

能够提供如下的控制装置，即在压缩机的电源的电压暂时性地下降时，也能够抑制冷冻装置的库内的温度上升。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的冷冻装置10的结构的图。

图2是表示微型计算机74实现的功能块的图。

图3是表示微型计算机74执行的处理的一例的流程图。

图4是用于说明在商用电源的电压Vac电压暂时性地下降时的冷冻装置10的动作的图。

标号说明

10冷冻装置

20冷冻库

21、22制冷剂电路

23电源用插头

24切断装置

25变压器

26控制装置

30温度传感器

40、45压缩机

41、46冷凝器

42、47膨胀阀

43、48蒸发器

50～55切断器

60、61线缆

80操作单元

81存储装置

82显示单元

83微型计算机

100温度测定单元

101电压测定单元

102、103控制单元

104计时单元

具体实施方式

根据本说明书以及附图的记载，至少会明白以下的事项。

图1是表示本发明的一实施方式的冷冻装置10的结构的图。冷冻装置10包含冷冻库20、制冷剂电路21、22、电源用插头23、切断装置24、变压器25、以及控制装置26而构成。

冷冻库20例如以-80℃的超低温度来保存冷冻物品和生物体组织等。此外，冷冻库20中设置了用于输出与库内的温度相应的电压的温度传感器30。

制冷剂电路21是用于冷却冷冻库20的库内的电路，其包含压缩机40、冷凝器(condenser)41、膨胀阀42以及蒸发器43而构成。

压缩机40(第1压缩机)在吸入通过蒸发器43蒸发的制冷剂之后进行压缩，并排出至冷凝器41。另外，压缩机40中设置有在被提供电源时用于使压缩机40动作的电机(未图示)。

冷凝器41对通过压缩机40压缩后的高温、高压的气体状的制冷剂进行冷却而使其液化。

膨胀阀42将通过冷凝器41液化后的高压状态的制冷剂气化后输出到蒸发器43。蒸发器43蒸发制冷剂而冷却冷冻库20的库内。

制冷剂电路22与制冷剂电路21同样地，是用于冷却冷冻库20的库内的电路，包含压缩机45(第2压缩机)、冷凝器46、膨胀阀47、以及蒸发器48而构成。另外，制冷剂电路22的各个块与制冷剂电路21的各个块相同，因此省略详细的说明。

商用电源23是对冷冻装置10提供电源的电源，与商用电源23的插座(未图示)连接。另外，虽然在图1中省略，但商用电源23还提供给控制装置26。

切断装置24例如在库内的温度成为规定温度时、压缩机40、45中流过了过电流时，为了停止压缩机40、45的动作而切断从商用电源23提供给压缩机40、45的电流。切断装置24设置在商用电源23和压缩机40、45之间，包含切断器50～55、线缆60、61而构成。

切断器50是冷冻库20的所谓的主断路器，若从商用电源23提供给压缩机40、45的电流成为过电流，则切断提供给压缩机40、45的电流。

电源电压经由线缆60以及切断器54与线缆61以及切断器52施加到压缩机40，并且经由线缆60以及切断器55与线缆61以及切断器53施加到压缩机45。

另外，在本实施方式中，设为若流过切断器50的电流成为规定电流I0，则切断器50被切断。

切断器52(第1切断器)是用于从过电流中保护压缩机40的断路器，若流过压缩机40的电流IA成为表示过电流的规定电流I1(第1电流)，则切断电流IA。另外，规定电流I1被设定为小于前述的规定电流I0(例如一半)。

切断器53(第2切断器)是用于从过电流中保护压缩机45的断路器，若流过压缩机45的电流IB成为表示过电流的规定电流I1(第2电流)，则切断电流IB。

另外，切断器50～53是在动作后通过用户的操作而复位的手动复位型的切断器。

切断器54(第3切断器)是通过控制装置26操作的所谓的温度调节继电器，若库内的温度成为规定温度，或电源电压Vac低于规定电压V1(例如，电源电压Vac的70％)，则通过控制装置26切断。

切断器55(第4切断器)是通过控制装置26操作的所谓的温度调节继电器，若库内的温度成为规定温度，或电源电压Vac低于规定电压V1，则通过控制装置26切断。这里，在本实施方式中，决定规定电压V1，使得电源电压Vac成为规定电压V1时的电流IA、IB小于表示过电流的规定电流I1。

从而，若电源电压Vac低于规定电压V1，则在电流IA成为过电流之前、即切断器52切断之前切断器54被切断。同样地，若电源电压Vac低于规定电压V1，则在电流IB成为过电流之前、即切断器53切断之前切断器55被切断。另外，这里，将电源电压Vac成为规定电压V1时的电流IA、IB分别设为电流I2(＜I1)。

变压器25是以规定的比率对电源电压Vac进行降压的所谓的测量用的变压器。

控制装置26是基于来自变压器25或温度传感器30的输出而对冷冻装置10的动作进行统一控制的装置，包含操作单元80、存储装置81、显示单元82、以及微型计算机83而构成。

操作单元80是用户用于设定冷冻装置10的动作的操作面板等。操作单元80的操作结果例如被发送到微型计算机83。

存储装置81存储微型计算机83执行的程序数据、各种数据。

显示单元82是显示库内的温度、操作结果、冷冻装置10有无异常等各种信息的显示面板等。

微型计算机83通过执行存储装置81中存储的程序数据而实现各种功能。例如，若由用户设定了库内的温度，则微型计算机83执行用于将库内的温度设为设定温度的程序，并控制冷冻装置10的各个块。

＝＝关于微型计算机83的细节＝＝

微型计算机83若执行用于将库内的温度设为设定温度的程序，则实现例如图2所示那样的温度测定单元100、电压测定单元101、控制单元102、103以及计时单元104的功能。

温度测定单元100基于来自温度传感器30的输出而测定库内的温度。此外，温度测定单元100将测定的温度显示在显示单元82。

电压测定单元101基于通过变压器25变压后的电压，测定电源电压Vac。另外，由于电源电压Vac是交流电压，因此电压测定单元102测定电源电压Vac的例如有效值。

控制单元102控制切断器54、55，使得所测定的库内的温度成为设定温度。若库内的温度成为低于设定温度(例如，-80℃)的规定温度Ta(例如，-82℃)，则控制单元102为了停止压缩机40、45的动作而切断切断器54、55。并且，在切断器54、55被切断开始经过了规定时间T1之后，若库内的温度成为高于设定温度的规定温度Tb(例如，-78℃)，则控制单元102为了开始压缩机40、45的动作而依次接通(连接)切断器54、55。从而，冷冻库20的库内的温度大体上保持为设定温度。另外，规定时间T1例如是压缩机40的吸入侧的制冷剂的压力和排出侧的制冷剂的压力平衡为止的时间(例如，3分钟)。此外，规定温度Ta相当于第1温度，规定温度Tb相当于第2温度。

控制单元103基于所测定的电源电压Vac和规定电压V1的大小、即电源电压Vac的有效值和规定电压V1的有效值的大小，控制切断器54、55。若电源电压Vac低于规定电压V1，则控制单元103为了停止压缩机40、45的动作而切断(即off)切断器54、55。此外，在切断器54、55被切断开始经过了规定时间T1之后，若电源电压Vac高于规定电压V1，则控制单元103依次接通切断器54、55。进而，若电源电压Vac低于规定电压V1且切断器54、55被切断，则控制单元103将表示压缩机40、45因电压下降而停止的情况的停止信息显示到显示单元82。

计时单元104对切断器54、55被切断后的规定时间T1、切断器54被接通后的规定时间T2进行计时。另外，规定时间T2是为了防止压缩机40、45同时起动而设置的时间(例如，1分钟)。

＝＝关于微型计算机83的处理的一例＝＝

这里，参照图3说明在电源电压Vac下降时微型计算机83的各个功能块执行的处理的一例。另外，这里，设为库内的温度大体上成为设定温度。

首先，电压测定单元100取得变压器25的输出并测定电源电压Vac(S100)。然后，控制单元103判定电源电压Vac是否低于规定电压V1(S101)。在电源电压Vac高于规定电压V1时(S101：否)，重复处理S100。另一方面，在电源电压Vac低于规定电压V1时(S101：是)，控制单元103为了防止电流IA、IB因电源电压Vac的下降而成为过电流，切断切断器54、55(S102)。其结果，电流IA、IB被切断，压缩机40、45的动作停止。此外，控制单元103在显示单元82中显示用于表示电源电压Vac低于规定电压V1并且压缩机40、45的动作已停止的情况的停止信息(S103)。

并且，控制单元103基于计时单元104的计时结果，判定在切断器54、55被切断后是否经过了规定时间T1(S104)。若在切断器54、55被切断开始经过了规定时间T1(S104：是)，则控制单元103判定电源电压Vac是否高于规定电压V1(S105)。即，控制单元103在处理S105中判定电源电压Vac是否已复位。

并且，控制单元103若判定为电源电压Vac高于规定电压V1(S105：是)、即判定为电源电压Vac已复位，则控制单元103为了开始压缩机40的动作而接通切断器54(S106)。此外，基于计时单元104的计时结果，控制单元103判定从切断器54被接通开始是否经过了规定时间T2(S107)。并且，若判定为从切断器54被接通开始经过了规定时间T2(S107：是)，则控制单元103为了开始压缩机45的动作而接通切断器55(S108)。

通过执行这样的处理，在电源电压Vac复位之后，压缩机40、45的动作重新开始。

＝＝关于电源电压Vac下降时的冷冻装置10的动作的一例＝＝

参照图4说明电源电压Vac下降时的冷冻装置10的动作的一例。另外，这里设为，压缩机40、45都动作，库内的温度大体上成为设定温度。此外，这里设为，例如变电设备发生异常，在时刻t0～t2的期间电源电压Vac会暂时性地下降。

首先，若在时刻t0电源电压Vac下降，则例如在压缩机40、45的各自的电机(未图示)中流过的电流增加，电流IA、IB增加。此外，若在时刻t1电源电压Vac低于规定电压V1，则切断器54、55被切断(S102)，因此电流IA、IB成为零。

然后，在从时刻t1经过了规定时间T1的时刻t3的定时(S104：是)，由于电源电压Vac高于电压V1(S105：是)，因此切断器54被接通(S106)。其结果，电流IA增加，压缩机40的动作开始。进而，若成为从时刻t3经过了规定时间T2的时刻t4(S107：是)，则切断器55被接通(S108)。从而，电流IB也增加，压缩机45的动作开始。这样，即使在时刻t0～t2的期间电源电压Vac暂时性地下降的情况下，在电源电压Vac复位之后，压缩机40、45的动作也会重新开始。

另外，例如，在仅基于库内的温度来控制切断器54、55的情况下、即就算电源电压Vac下降也不会切断切断器54、55的情况下，如虚线所示那样，电流IA、IB在时刻t1之后也持续增加。并且，在时刻t10，由于电流IA、IB成为表示过电流的规定电流I1，因此切断器52、53被切断。由于切断器52、53是所谓的手动复位型的切断器，因此在这样的情况下，在电源电压Vac复位之后，压缩机40、45的动作也不会自动开始。另一方面，在本实施方式中，在电源电压Vac复位之后，压缩机40、45的动作也会重新开始，因此能够抑制冷冻机20的库内的温度的上升。

以上，说明了本发明的一实施方式的冷冻装置10。若电源电压Vac下降，则控制装置26在用于切断过电流的切断器52(第1切断器)被切断之前切断切断器54(第2切断器)。并且，若电源电压Vac复位，则接通切断器54。因此，在本实施方式中，在电源电压Vac下降时手动复位型的切断器52不会被切断，因此能够可靠地抑制库内的温度上升。

此外，控制单元103在切断器54被切断开始经过压缩机40的吸入侧的制冷剂的压力和排出侧的制冷剂的压力平衡的规定时间T1之前不会接通切断器54。因此，能够减轻压缩机40起动时的负荷。

此外，切断器54还作为用于调整库内的温度的温度调整用的切断器来使用。从而，与单独设置温度调整用的切断器和电源电压Vac下降时被切断的切断器的情况相比，能够减少零件数量。

此外，在电源电压Vac低于规定电压V1时，显示单元82中显示用于表示压缩机40、45的动作已停止的情况的停止信息。因此，用户能够掌握压缩机40、45因电源电压Vac的下降而停止的情况。

此外，在如冷冻装置10这样设置了两个压缩机40、45的情况下也能够可靠地抑制库内的温度上升。

此外，若压缩机40、45同时接通，则压缩机40、45中瞬间流过非常大的电流，因此会对提供商用电源的配电设备带来不良影响。在本实施方式中，在从压缩机40起动开始经过了规定时间T2的定时压缩机45起动，因此能够减少在压缩机40、45起动时产生的瞬变的电流。

另外，上述实施例用于容易理解本发明，并非对本发明进行限定解释。本发明可以进行变更、改良而不脱离其宗旨，并且本发明中还包含其等效物。

冷冻装置10中设置了两个制冷剂电路21、22，但只有一个制冷剂电路(例如，制冷剂电路21)的情况下也能够得到同样的效果。

一般，压缩机40的吸入侧的制冷剂的压力和排出侧的制冷剂的压力平衡为止的时间存在偏差。因此，可以将规定时间T1设为压缩机40的吸入侧的制冷剂的压力和排出侧的制冷剂的压力平衡为止的平均时间的规定倍数(例如，1.2倍)。

此外，切断器52、53被切断的电流都设为规定电流I1，但就算各个切断器被切断的电流不同，只要大于规定电流I2，就能够得到与本实施方式相同的效果。

Claims (7)

1.一种控制装置，控制冷冻装置，该冷冻装置包括压缩机、以及在从用于使所述压缩机工作的电源流向所述压缩机的电流大于规定电流时切断流过所述压缩机的电流，并且根据用户的操作而接通的第1切断器，其特征在于，该控制装置包括：

电压测定单元，测定所述电源的电压；以及

控制单元，在所测定的所述电源的电压低于规定电压时，切断与所述第1切断器串联设置的第2切断器以切断从所述电源流向所述压缩机的电流，并且在所述电源的电压高于所述规定电压之后接通所述第2切断器，

所述规定电流大于在所述电源的电压为所述规定电压时流过所述压缩机的电流。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述控制单元，

在所述第2切断器被切断之后，经过与所述压缩机的吸入侧的制冷剂的压力和排出侧的制冷剂的压力平衡为止的时间相应的规定时间，并且所述电源的电压大于所述规定电压时，接通所述第2切断器。

3.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，

还包括：温度测定单元，其测定所述冷冻装置的库内的温度，

所述控制单元，

在所测定的所述库内的温度成为第1温度时切断所述第2切断器，在所述库内的温度成为比所述第1温度高的第2温度时接通所述第2切断器。

4.如权利要求1至3的任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述控制单元，

在所测定的所述电源的电压低于规定电压而所述第2切断器被切断时，将表示所述压缩机的动作已停止的情况的信息显示在所述冷冻装置中设置的显示单元。

5.一种控制装置，控制冷冻装置，该冷冻装置包括：第1压缩机和第2压缩机；第1切断器，在从用于使所述第1压缩机以及第2压缩机工作的电源流向所述第1压缩机的电流大于第1电流时切断流过所述第1压缩机的电流，并且根据用户的操作而接通；以及第2切断器，在从所述电源流向所述第2压缩机的电流大于第2电流时切断流过所述第2压缩机的电流，并且根据用户的操作而接通，其特征在于，该控制装置包括：

电压测定单元，测定所述电源的电压；

第1控制单元，在所测定的所述电源的电压低于规定电压时，切断与所述第1切断器串联设置的第3切断器以切断从所述电源流向所述第1压缩机的电流，并且在所述电源的电压高于所述规定电压之后接通所述第3切断器；以及

第2控制单元，在所测定的所述电源的电压低于所述规定电压时，切断与所述第2切断器串联设置的第4切断器以切断从所述电源流向所述第2压缩机的电流，并且在所述电源的电压高于所述规定电压之后接通所述第4切断器，

所述第1电流大于在所述电源的电压为所述规定电压时流过所述第1压缩机的电流，

所述第2电流大于在所述电源的电压为所述规定电压时流过所述第2压缩机的电流。

6.如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，

所述第1控制单元，

在所述第3切断器被切断之后，经过与所述压缩机的吸入侧的制冷剂的压力和排出侧的制冷剂的压力平衡为止的时间相应的第1时间，并且所述电源的电压大于所述规定电压时，接通所述第3切断器，

所述第2控制单元，

在所切断的所述第3切断器被接通起经过第2时间之后，接通已切断的所述第4切断器。

7.一种冷冻装置，其特征在于，包括：

压缩机；

第1切断器，从用于使所述压缩机工作的电源流向所述压缩机的电流大于规定电流时切断流过所述压缩机的电流，并且根据用户的操作而接通；

第2切断器，与所述第1切断器串联设置；

电压测定装置，测定所述电源的电压；以及

控制装置，在所测定的所述电源的电压低于规定电压时，切断所述第2切断器以切断从所述电源流向所述压缩机的电流，并且在所述电源的电压高于所述规定电压之后接通所述第2切断器，

所述规定电流大于在所述电源的电压为所述规定电压时流过所述压缩机的电流。

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