JP2001516045A - 液体レベルセンサ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
センサシステムである。そのセンサシステムは第１或いは第２の状態を表す信号を発生する二値センサと、サンプリング時間中に第１及び第２の状態の間の移行回数をモニタするために二値センサに通信可能に接続されるサンプリング回路と、全時間に渡ってそのサンプリングされた移行回数を累積するための積分回路と、その累積された移行回数を表すアナログ信号を発生するための信号生成回路とを備える。
Description
【０００１】 発明の背景 本発明は同じ譲受人に譲渡され、同日出願された、Ronald W. Okoren, Sean A
. Smith, Daniel C. Leaver, John R. Moilanen, Paul D. Ulland及びMichael D
. Careyの発明による「Oil Flow Protection Scheme」という名称の米国特許出 願＿＿＿＿＿に関連する。
. Smith, Daniel C. Leaver, John R. Moilanen, Paul D. Ulland及びMichael D
. Careyの発明による「Oil Flow Protection Scheme」という名称の米国特許出 願＿＿＿＿＿に関連する。
【０００２】 本発明は空調或いは冷凍システムの液体レベルセンサに関する。そのシステム
は、二値センサを用いてアナログ出力を供給する能動的で、信頼性の高いシステ
ムである。
は、二値センサを用いてアナログ出力を供給する能動的で、信頼性の高いシステ
ムである。
【０００３】 本発明は、空調システムのスクリュー圧縮器を潤滑することに関して議論され
るが、本応用例は全てのシステムに適用されるものと考えられる。多くの他の圧
縮器と同様に、スクリュー圧縮器においても、ベアリングを潤滑してベアリング
の長期的な劣化を防ぐために、油流を供給する必要がある。さらに油流は、ロー
タを密封してスクリュー圧縮器の性能低下を防ぎ、またロータを冷却して摩擦に
よる発熱を防ぐためにも必要とされる。
るが、本応用例は全てのシステムに適用されるものと考えられる。多くの他の圧
縮器と同様に、スクリュー圧縮器においても、ベアリングを潤滑してベアリング
の長期的な劣化を防ぐために、油流を供給する必要がある。さらに油流は、ロー
タを密封してスクリュー圧縮器の性能低下を防ぎ、またロータを冷却して摩擦に
よる発熱を防ぐためにも必要とされる。
【０００４】 圧縮器では、ベアリングを潤滑し、その耐用年数を長くするために油流が必要
とされる。さらにスクリュー圧縮器及びスクロール圧縮器では、油流によりロー
タを密封しているが、仮に密封されない場合には圧縮器の性能が低下してしまう
。またロータを冷却しつつ潤滑することにより摩擦による発熱を防ぐことができ
、さらにロータの径方向への膨らみ及びロータと隣接する圧縮器部品との干渉を
防ぐことができる。油流循環システム故障時に、まだ圧縮器が動作し続ければ、
最終的には圧縮器が損傷することになろう。
とされる。さらにスクリュー圧縮器及びスクロール圧縮器では、油流によりロー
タを密封しているが、仮に密封されない場合には圧縮器の性能が低下してしまう
。またロータを冷却しつつ潤滑することにより摩擦による発熱を防ぐことができ
、さらにロータの径方向への膨らみ及びロータと隣接する圧縮器部品との干渉を
防ぐことができる。油流循環システム故障時に、まだ圧縮器が動作し続ければ、
最終的には圧縮器が損傷することになろう。
【０００５】 Oltman等に付与された米国特許第５，４３１，０２５号及び第５，３４７，８
２５号はいずれも圧縮器の注油低下時の保護装置に関するものである。本質的に
いずれの特許も、油流システム内の液体の温度と飽和状態の冷媒の温度とを比較
し、比較した結果、温度差が範囲外にある場合には、圧縮器を停止するための信
号を発生する方法を開示する。これらの特許は本出願と同じ譲受人に譲渡されて
おり、参照して本明細書の一部としている。
２５号はいずれも圧縮器の注油低下時の保護装置に関するものである。本質的に
いずれの特許も、油流システム内の液体の温度と飽和状態の冷媒の温度とを比較
し、比較した結果、温度差が範囲外にある場合には、圧縮器を停止するための信
号を発生する方法を開示する。これらの特許は本出願と同じ譲受人に譲渡されて
おり、参照して本明細書の一部としている。
【０００６】 油量（すなわち重量比で冷媒の３０％未満）中に潤滑油流が多くなるようにす
るシステムが望まれる。
るシステムが望まれる。
【０００７】 発明の概要 本発明の目的、特徴及び利点は、従来のシステムの問題点を解決することであ
る。
る。
【０００８】 本発明の目的、特徴及び利点は、システムの動作停止時に二値状態を与え、ま
たシステムの動作時にアナログ状態を与える二値センサを提供することである。
たシステムの動作時にアナログ状態を与える二値センサを提供することである。
【０００９】 本発明の目的、特徴及び利点は、二値センサを用いてアナログ信号を供給する
ことである。
ことである。
【００１０】 本発明の目的、特徴及び利点は、圧縮器の潤滑油流の量及び質の両方を検査す
る油保護システムを提供することである。
る油保護システムを提供することである。
【００１１】 さらに本発明の目的、特徴及び利点は、始動時に油量を検査するために圧縮器
潤滑油給送ラインの１つに液体レベルセンサを配設し、さらにその液体レベルセ
ンサを用いて圧縮器動作中に油の品質を検査することである。
潤滑油給送ラインの１つに液体レベルセンサを配設し、さらにその液体レベルセ
ンサを用いて圧縮器動作中に油の品質を検査することである。
【００１２】 本発明の目的、特徴及び利点は、通常一定の高さで液体の存否を検査するため
に始動時にのみ用いられる液体レベルセンサを動的環境で用いて、液体蒸気混合
物の品質を判定することである。
に始動時にのみ用いられる液体レベルセンサを動的環境で用いて、液体蒸気混合
物の品質を判定することである。
【００１３】 本発明の目的、特徴及び利点は、始動時に圧縮器に既に潤滑油が存在する状態
、或いは圧縮器始動前に圧縮器に潤滑油を給送するライン内に直ちに利用可能な
潤滑油が貯留している状態のいずれかを確保することである。
、或いは圧縮器始動前に圧縮器に潤滑油を給送するライン内に直ちに利用可能な
潤滑油が貯留している状態のいずれかを確保することである。
【００１４】 本発明の目的、特徴及び利点は、所定の時間内の圧縮器動作中に圧縮器潤滑油
給送ライン内に潤滑油流が存在することを確保することである。
給送ライン内に潤滑油流が存在することを確保することである。
【００１５】 本発明の目的、特徴及び利点は、圧縮器への潤滑油給送ライン内の油流が蒸気
ではなく液体であることを確保することである。
ではなく液体であることを確保することである。
【００１６】 さらに本発明の目的、特徴及び利点は、ある正常な量の泡沫が存在する場合で
も液体の流れを確保することである。
も液体の流れを確保することである。
【００１７】 本発明の目的、特徴及び利点は、潤滑油給送ライン内の油流の質を高品質にす
ることである。
ることである。
【００１８】 さらに本発明の目的、特徴と及び利点は、高品質の油流が重量比で冷媒の３０
％未満であることを確保することである。
％未満であることを確保することである。
【００１９】 本発明の目的、特徴及び利点は、反転始動或いは他の正常な一時的状態を考慮
する油保護システムを提供することである。
する油保護システムを提供することである。
【００２０】 本発明の目的、特徴及び利点は、圧縮器用の油保護システムに関連する部品の
動作中に検査可能な場合に検査を行い、油流が明らかに発生すべきでない場合に
油流が生じないことを検査することである。
動作中に検査可能な場合に検査を行い、油流が明らかに発生すべきでない場合に
油流が生じないことを検査することである。
【００２１】 本発明はセンサシステムを提供する。そのセンサシステムは第１或いは第２の
状態を表す信号を発生する二値センサと、サンプリング時間中に第１の状態と第
２の状態との間の移行回数をモニタするために通信可能に二値センサに接続され
るサンプリング回路と、全時間に渡ってサンプリングされた移行回数を累積する
ための積分回路と、累積された移行回数を表すアナログ信号を発生するための信
号生成回路とを備える。
状態を表す信号を発生する二値センサと、サンプリング時間中に第１の状態と第
２の状態との間の移行回数をモニタするために通信可能に二値センサに接続され
るサンプリング回路と、全時間に渡ってサンプリングされた移行回数を累積する
ための積分回路と、累積された移行回数を表すアナログ信号を発生するための信
号生成回路とを備える。
【００２２】 さらに本発明はセンサを利用するための方法も提供する。その方法は、状態を
検出する過程と、検出された状態を表す第１の状態或いは第２の状態のいずれか
を有する二値信号を伝送する過程と、原動機が第１或いは第２のいずれのモード
であるかを判定する過程と、二値信号の第１或いは第２の状態に応じて第１の動
作モードで原動機を動作させる過程と、第１の状態と第２の状態との間の二値信
号の移行速度に応じて、第２の動作モードで原動機を動作させる過程とを有する
。
検出する過程と、検出された状態を表す第１の状態或いは第２の状態のいずれか
を有する二値信号を伝送する過程と、原動機が第１或いは第２のいずれのモード
であるかを判定する過程と、二値信号の第１或いは第２の状態に応じて第１の動
作モードで原動機を動作させる過程と、第１の状態と第２の状態との間の二値信
号の移行速度に応じて、第２の動作モードで原動機を動作させる過程とを有する
。
【００２３】 さらに本発明はコントローラ及びセンサを提供する。コントローラ及びセンサ
は液体の存否をモニタし、かつ液体の存否を示す二値信号を供給する液体レベル
センサと、そのセンサに通信可能な状態で接続され、二値信号を受信するコント
ローラとを備える。そのコントローラは、存在指示信号と非存在指示信号との間
の二値信号の移行速度をサンプリングし、さらにサンプリングされた信号をアナ
ログ信号に変換するための構成部品を備える。またコントローラはそのアナログ
信号を積分し、その積分された累積値に応じて制御信号を発生するための構成部
品も備える。
は液体の存否をモニタし、かつ液体の存否を示す二値信号を供給する液体レベル
センサと、そのセンサに通信可能な状態で接続され、二値信号を受信するコント
ローラとを備える。そのコントローラは、存在指示信号と非存在指示信号との間
の二値信号の移行速度をサンプリングし、さらにサンプリングされた信号をアナ
ログ信号に変換するための構成部品を備える。またコントローラはそのアナログ
信号を積分し、その積分された累積値に応じて制御信号を発生するための構成部
品も備える。
【００２４】 さらに本発明はデジタルセンサをアナログセンサとして用いるための回路を提
供する。その回路は第１或いは第２の状態を有する二値信号を発生するデジタル
センサと、二値信号を受信し、直ちに受信した二値信号の状態をサンプリングし
、そのサンプリングされた信号を、ビットカウントを表す信号に変換するための
サンプリング回路と、そのビットカウントを全時間に渡って積分するための積分
回路と、その累積された積分値を表すアナログ信号を伝送するための回路とを備
える。
供する。その回路は第１或いは第２の状態を有する二値信号を発生するデジタル
センサと、二値信号を受信し、直ちに受信した二値信号の状態をサンプリングし
、そのサンプリングされた信号を、ビットカウントを表す信号に変換するための
サンプリング回路と、そのビットカウントを全時間に渡って積分するための積分
回路と、その累積された積分値を表すアナログ信号を伝送するための回路とを備
える。
【００２５】 さらに本発明はデジタルセンサをアナログセンサとして利用するための方法も
提供する。その方法は、デジタルセンサを用いて二値状態を測定する過程と、第
１の二値状態或いは第２の二値状態のいずれかを表す二値信号を連続して伝送す
る過程と、第１のサンプリング速度で伝送された信号をサンプリングし、ビット
カウントを判定する過程と、全時間に渡ってビットカウントの値を積分する過程
と、積分されたビットカウント累積値を表すアナログ信号を発生する過程とを有
する。
提供する。その方法は、デジタルセンサを用いて二値状態を測定する過程と、第
１の二値状態或いは第２の二値状態のいずれかを表す二値信号を連続して伝送す
る過程と、第１のサンプリング速度で伝送された信号をサンプリングし、ビット
カウントを判定する過程と、全時間に渡ってビットカウントの値を積分する過程
と、積分されたビットカウント累積値を表すアナログ信号を発生する過程とを有
する。
【００２６】 発明の詳細な説明 図１は空調或いは冷凍システム１０を示す。システム１０は３つのサブシステ
ム、すなわち流体の温度を調整する温度調整システム１２（幅広の二重線により
示される）と、調整システム１２の機械部品を潤滑する潤滑システム１６（幅狭
の二重線により示される）と、調整システム１２及び潤滑システム１６の動作を
調整し、かつ制御する制御システム１８（一本線により示される）とを備える。
ム、すなわち流体の温度を調整する温度調整システム１２（幅広の二重線により
示される）と、調整システム１２の機械部品を潤滑する潤滑システム１６（幅狭
の二重線により示される）と、調整システム１２及び潤滑システム１６の動作を
調整し、かつ制御する制御システム１８（一本線により示される）とを備える。
【００２７】 調整システム１２は、冷媒を圧縮し、その圧縮した冷媒と潤滑油とを、圧縮器
ロータ２１及び圧縮器ベアリング２３から圧縮器吐出口２２を介して１つ以上の
油分離器２４まで配向する圧縮器２０を備える。典型的な圧縮器は、Roach等に 付与された米国特許第５，３４１，６５８号、Lakowske等に付与された米国特許
第５，２０１，６４８号及びAndersen等に付与された米国特許第５，２０３，６
８５号に示されており、一方典型的な油分離器はBoehde等に付与された米国特許
第５，５０２，９８４号及びCareyに付与された米国特許第５，０２９，４４８ 号に示されており、そのいずれも本発明と同じ譲受人に譲渡されており、その全
てをここで参照して本明細書の一部としている。
ロータ２１及び圧縮器ベアリング２３から圧縮器吐出口２２を介して１つ以上の
油分離器２４まで配向する圧縮器２０を備える。典型的な圧縮器は、Roach等に 付与された米国特許第５，３４１，６５８号、Lakowske等に付与された米国特許
第５，２０１，６４８号及びAndersen等に付与された米国特許第５，２０３，６
８５号に示されており、一方典型的な油分離器はBoehde等に付与された米国特許
第５，５０２，９８４号及びCareyに付与された米国特許第５，０２９，４４８ 号に示されており、そのいずれも本発明と同じ譲受人に譲渡されており、その全
てをここで参照して本明細書の一部としている。
【００２８】 油分離器２４では、潤滑油及び冷媒が、主に潤滑油からなる混合物と主に冷媒
からなる混合物とに分離される。主に冷媒からなる混合物（少量の潤滑油を含む
）は、コンジット２６により凝縮器２８まで配向され、その中で冷媒は高温の蒸
気から高温の液体に凝縮される。高温の液体冷媒はコンジット３０を通り、膨張
弁３２に至る。膨張弁３２は、凝縮器２８からの高温液体冷媒の流れを制御して
調整システムの動作を調整する。また膨張弁３２を出た高温液体冷媒はコンジッ
ト３４に入り、その中である量の液体冷媒が瞬時に蒸発して高温蒸気となり、一
定量のより低温の液体冷媒が残される。蒸気及び液体冷媒からなる混合物は、液
体蒸気分離器３６に入り、その中で高温蒸気が分離され、圧縮器２０に配向され
ることが望ましい。冷却された液体混合物は液体蒸気分離器３６を出て、コンジ
ット３８を介して蒸発器４０に入り、その中でその冷媒が流体を冷却し、その過
程で冷媒は気化する。主に冷媒からなる混合物中に残された潤滑油は、蒸発器４
０の底部４４に残留、かつ貯留する。コンジット４２は高温の蒸気状の冷媒を蒸
発器４０から圧縮器２０に戻し、温度調整サイクルが継続される。
からなる混合物とに分離される。主に冷媒からなる混合物（少量の潤滑油を含む
）は、コンジット２６により凝縮器２８まで配向され、その中で冷媒は高温の蒸
気から高温の液体に凝縮される。高温の液体冷媒はコンジット３０を通り、膨張
弁３２に至る。膨張弁３２は、凝縮器２８からの高温液体冷媒の流れを制御して
調整システムの動作を調整する。また膨張弁３２を出た高温液体冷媒はコンジッ
ト３４に入り、その中である量の液体冷媒が瞬時に蒸発して高温蒸気となり、一
定量のより低温の液体冷媒が残される。蒸気及び液体冷媒からなる混合物は、液
体蒸気分離器３６に入り、その中で高温蒸気が分離され、圧縮器２０に配向され
ることが望ましい。冷却された液体混合物は液体蒸気分離器３６を出て、コンジ
ット３８を介して蒸発器４０に入り、その中でその冷媒が流体を冷却し、その過
程で冷媒は気化する。主に冷媒からなる混合物中に残された潤滑油は、蒸発器４
０の底部４４に残留、かつ貯留する。コンジット４２は高温の蒸気状の冷媒を蒸
発器４０から圧縮器２０に戻し、温度調整サイクルが継続される。
【００２９】 潤滑システム１６は圧縮器２０を備えており、圧縮器２０において圧縮器ロー
タ２１及び圧縮器ベアリング２３に冷媒が注入或いは供給される。その潤滑油は
冷媒と混合し、潤滑油／冷媒混合物が圧縮器吐出口２２を通り油分離器２４に吐
出される。油分離器２４は潤滑油／冷媒混合物を分離し、主に潤滑油からなる混
合物と主に冷媒からなる混合物とを生成する。主に潤滑油からなる混合物はコン
ジット５０を介して油溜め５２に配向される。油溜め５２は通気口５４と、油加
熱器５６とを備える。主に潤滑油からなる混合物は、油溜め５２から、コンジッ
ト５８、油濾過器６０、オプションの油冷却器６２及び逆流を防止するためにコ
ンジット５８内に配設される逆止め弁６４を通って流動する。またコンジット５
８はコンジット５８内を流れる潤滑油流を自動制御するための注油ラインマスタ
ーソレノイド６６を備えており、さらに手動式のサービス弁６８も備えている。
最終的にコンジット５８は主に潤滑油からなる混合物を大容量の縦型ライン７０
に配向し、ライン７０が圧縮器停止中の油溜めとして機能する。縦型ライン７０
は圧縮器ロータ２１に潤滑油を供給するロータ給送ライン７２と、圧縮器ベアリ
ング２３に潤滑油を供給するベアリング給送ライン７４とを備える。ロータ給送
ライン７２は、AC&R Components of Chatham, ILから市販されるＳ−９４００シ
リーズレベルスイッチのような光学式油検出器７６を備え、また潤滑油を供給或
いは除去するための給油サービスポート７８も備える。ベアリング給送ライン７
４は逆止め弁８０と制流器（レストリクタ）オリフィス８２を備える。オリフィ
ス８２にかかる差圧を測定するために、制流器オリフィス周囲に差圧スイッチ８
４が配設される。
タ２１及び圧縮器ベアリング２３に冷媒が注入或いは供給される。その潤滑油は
冷媒と混合し、潤滑油／冷媒混合物が圧縮器吐出口２２を通り油分離器２４に吐
出される。油分離器２４は潤滑油／冷媒混合物を分離し、主に潤滑油からなる混
合物と主に冷媒からなる混合物とを生成する。主に潤滑油からなる混合物はコン
ジット５０を介して油溜め５２に配向される。油溜め５２は通気口５４と、油加
熱器５６とを備える。主に潤滑油からなる混合物は、油溜め５２から、コンジッ
ト５８、油濾過器６０、オプションの油冷却器６２及び逆流を防止するためにコ
ンジット５８内に配設される逆止め弁６４を通って流動する。またコンジット５
８はコンジット５８内を流れる潤滑油流を自動制御するための注油ラインマスタ
ーソレノイド６６を備えており、さらに手動式のサービス弁６８も備えている。
最終的にコンジット５８は主に潤滑油からなる混合物を大容量の縦型ライン７０
に配向し、ライン７０が圧縮器停止中の油溜めとして機能する。縦型ライン７０
は圧縮器ロータ２１に潤滑油を供給するロータ給送ライン７２と、圧縮器ベアリ
ング２３に潤滑油を供給するベアリング給送ライン７４とを備える。ロータ給送
ライン７２は、AC&R Components of Chatham, ILから市販されるＳ−９４００シ
リーズレベルスイッチのような光学式油検出器７６を備え、また潤滑油を供給或
いは除去するための給油サービスポート７８も備える。ベアリング給送ライン７
４は逆止め弁８０と制流器（レストリクタ）オリフィス８２を備える。オリフィ
ス８２にかかる差圧を測定するために、制流器オリフィス周囲に差圧スイッチ８
４が配設される。
【００３０】 また潤滑システム１６は蒸発器４０の底部４４から貯留した潤滑油を戻すため
の油戻しガスポンプ８６も備える。油戻しガスポンプ８６は、蒸発器４０におい
て冷媒が蒸発するのに応じて、冷媒混合物から蓄積した潤滑油を戻す。その蓄積
した潤滑油はコンジット９６及び濾過器９８を通り、圧縮器２０に戻される。ま
た油戻しガスポンプには通気口ライン８８及び凝縮器圧力コンジット９２が係合
しており、通気口ライン８８及び凝縮器圧力コンジット９２の動作はそれぞれ給
送（フィル）ソレノイド弁９０及び排出（ドレイン）ソレノイド弁９４により制
御されている。これは、同じ譲受人に譲渡された１９９７年２月１８日出願の「
Oil Return from Evaporator to Compressor in a Refrigeration System」とい
う名称の米国特許出願第０８／８０１，５４５号に詳述されており、ここで参照
して本明細書の一部としている。
の油戻しガスポンプ８６も備える。油戻しガスポンプ８６は、蒸発器４０におい
て冷媒が蒸発するのに応じて、冷媒混合物から蓄積した潤滑油を戻す。その蓄積
した潤滑油はコンジット９６及び濾過器９８を通り、圧縮器２０に戻される。ま
た油戻しガスポンプには通気口ライン８８及び凝縮器圧力コンジット９２が係合
しており、通気口ライン８８及び凝縮器圧力コンジット９２の動作はそれぞれ給
送（フィル）ソレノイド弁９０及び排出（ドレイン）ソレノイド弁９４により制
御されている。これは、同じ譲受人に譲渡された１９９７年２月１８日出願の「
Oil Return from Evaporator to Compressor in a Refrigeration System」とい
う名称の米国特許出願第０８／８０１，５４５号に詳述されており、ここで参照
して本明細書の一部としている。
【００３１】 制御システム１８は単一のコントローラ或いは協動する複数のコントローラと
して実現可能なコントローラ１００を備える。コントローラ１００は、圧縮器２
０の動作及び容量を制御するために、電気信号線１０２により圧縮器２０と通信
可能に接続されている。またコントローラ１００は電気信号線１０４を介して膨
張弁の動作を制御しており、さらに電気信号線１０６を介して油加熱器５６，注
油ラインマスターソレノイド６６及びソレノイド弁９０並びに９４の動作を制御
する。またコントローラ１００は、潤滑油／冷媒混合物の吐出温度を検出するた
めに圧縮器吐出口２２に配置される圧縮器吐出口温度センサ１１０にコントロー
ラ１００を接続する電気信号線１０８と、飽和した凝縮器の温度を検出するため
に飽和凝縮器温度センサ１３０にコントローラ１００を接続する電気信号線１３
２とを備える。またコントローラ１００は、差圧を示す信号を受信するために電
気信号線１１２により差圧センサ８４に接続される。またコントローラ１００は
、油、冷媒或いは泡沫の存在を表す信号を受信するために電気信号線１１４によ
り光学式油検出器７６に接続される。またコントローラ１００は、蒸発器４０に
係合し、任意の従来通りの方法で蒸発器４０にかかるΔＴを検出するために電気
信号線１２２によりコントローラ１００に接続されるセンサ１２０等の種々の他
のセンサも備える。
して実現可能なコントローラ１００を備える。コントローラ１００は、圧縮器２
０の動作及び容量を制御するために、電気信号線１０２により圧縮器２０と通信
可能に接続されている。またコントローラ１００は電気信号線１０４を介して膨
張弁の動作を制御しており、さらに電気信号線１０６を介して油加熱器５６，注
油ラインマスターソレノイド６６及びソレノイド弁９０並びに９４の動作を制御
する。またコントローラ１００は、潤滑油／冷媒混合物の吐出温度を検出するた
めに圧縮器吐出口２２に配置される圧縮器吐出口温度センサ１１０にコントロー
ラ１００を接続する電気信号線１０８と、飽和した凝縮器の温度を検出するため
に飽和凝縮器温度センサ１３０にコントローラ１００を接続する電気信号線１３
２とを備える。またコントローラ１００は、差圧を示す信号を受信するために電
気信号線１１２により差圧センサ８４に接続される。またコントローラ１００は
、油、冷媒或いは泡沫の存在を表す信号を受信するために電気信号線１１４によ
り光学式油検出器７６に接続される。またコントローラ１００は、蒸発器４０に
係合し、任意の従来通りの方法で蒸発器４０にかかるΔＴを検出するために電気
信号線１２２によりコントローラ１００に接続されるセンサ１２０等の種々の他
のセンサも備える。
【００３２】 大容量縦型ライン７０は動作停止時に圧縮器２０付近の油を取り込むために配
設される。油検出器センサ７６より油を検出し、圧縮器始動時に利用可能な最低
限の油量が確保されるまで、制御システム１８は圧縮器の始動を許可しないであ
ろう。また油流差圧センサ８４は、停止中にスイッチ故障や結線不具合を監視す
るために検査される。
設される。油検出器センサ７６より油を検出し、圧縮器始動時に利用可能な最低
限の油量が確保されるまで、制御システム１８は圧縮器の始動を許可しないであ
ろう。また油流差圧センサ８４は、停止中にスイッチ故障や結線不具合を監視す
るために検査される。
【００３３】 圧縮器動作中に、最適に動作するために、油保護システムの３つの基本的な部
品全てが必要とされる。これらの基本部品は差圧センサ８４、油検出器センサ７
６及び吐出口温度センサ１１０である。
品全てが必要とされる。これらの基本部品は差圧センサ８４、油検出器センサ７
６及び吐出口温度センサ１１０である。
【００３４】 吐出口温度センサ１１０は常時モニタされ、センサ１３０により判定された飽
和凝縮器温度と比較される。飽和凝縮器温度と吐出口温度とを比較することによ
り吐出の過熱が判定される。過熱の度合いが低い状態は、油分離器２４が潤滑油
と共に液体冷媒を分離し始めており、その結果主に潤滑油からなる混合物が薄め
られた状態になっていることを示唆する。その過熱が長期間に渡って低すぎると
判断した場合にシステム１０が安全に停止するように、コントローラ１００は「
移行時間（time to trip）」の積分値を有する。引き続き動作することが許容さ
れない過熱値及び合計の移行点積分値はそれぞれ実際のシステムにおける実験か
ら決定される。
和凝縮器温度と比較される。飽和凝縮器温度と吐出口温度とを比較することによ
り吐出の過熱が判定される。過熱の度合いが低い状態は、油分離器２４が潤滑油
と共に液体冷媒を分離し始めており、その結果主に潤滑油からなる混合物が薄め
られた状態になっていることを示唆する。その過熱が長期間に渡って低すぎると
判断した場合にシステム１０が安全に停止するように、コントローラ１００は「
移行時間（time to trip）」の積分値を有する。引き続き動作することが許容さ
れない過熱値及び合計の移行点積分値はそれぞれ実際のシステムにおける実験か
ら決定される。
【００３５】 差圧センサ８４はベアリング給送ライン７４においてオリフィス８２及び逆止
め弁８０にかかる圧力を検出する。差圧センサ８４は所望の最小油流速度に関連
する切替点に較正されており、基本的にセンサ８４はその最小油流速度の存否を
示している。オリフィス８２は、ロータ２１への油流と比較してベアリング２３
への油流の平衡状態を保つとともに、実際の油流を示すために圧力を降下させる
ように機能する。従来の圧縮器２０は圧縮器内にオリフィスが配置されていたた
め、圧縮器２０の外側にオリフィス８２を取り出すことにより、油が低圧状態で
存在し、それによりベアリング２３を潤滑するために潤滑油が圧縮器２０に入る
前により多くの冷媒が蒸気として放出される休止時間（dwell time）を延長する
ことにより油の品質を改善する。休止時間を長くすることにより、潤滑油内にま
だ残されていた液体冷媒をより蒸発させることができ、非常に濃縮された潤滑油
を含む液体を用いて圧縮器２０を潤滑できるようになる。圧力センサ８４は正常
動作時に常時モニタされ、所定時間（例えば２分間）以上の間、油が存在しない
場合にはシステム１０を停止する。
め弁８０にかかる圧力を検出する。差圧センサ８４は所望の最小油流速度に関連
する切替点に較正されており、基本的にセンサ８４はその最小油流速度の存否を
示している。オリフィス８２は、ロータ２１への油流と比較してベアリング２３
への油流の平衡状態を保つとともに、実際の油流を示すために圧力を降下させる
ように機能する。従来の圧縮器２０は圧縮器内にオリフィスが配置されていたた
め、圧縮器２０の外側にオリフィス８２を取り出すことにより、油が低圧状態で
存在し、それによりベアリング２３を潤滑するために潤滑油が圧縮器２０に入る
前により多くの冷媒が蒸気として放出される休止時間（dwell time）を延長する
ことにより油の品質を改善する。休止時間を長くすることにより、潤滑油内にま
だ残されていた液体冷媒をより蒸発させることができ、非常に濃縮された潤滑油
を含む液体を用いて圧縮器２０を潤滑できるようになる。圧力センサ８４は正常
動作時に常時モニタされ、所定時間（例えば２分間）以上の間、油が存在しない
場合にはシステム１０を停止する。
【００３６】 油検出器センサ７６は以前には二値レベルスイッチとしてのみ用いられてきた
が、本発明ではさらに泡沫品質用のアナログセンサとして用いられる。これが以
下に示される。
が、本発明ではさらに泡沫品質用のアナログセンサとして用いられる。これが以
下に示される。
【００３７】 大部分の正常な動作状態では、ロータ給送ライン７２の油流は少量の蒸気しか
含まず、少量の気泡或いは泡沫しか含まないため概ね透明である。ある動作状態
では、ライン７２に泡沫が生じることは正常であり、油が主要な潤滑油システム
１６から失われ、油溜め５２の油のレベルが降下するのに応じて、非常に乾燥し
た泡沫が生じる状態とは区別されなければならない。
含まず、少量の気泡或いは泡沫しか含まないため概ね透明である。ある動作状態
では、ライン７２に泡沫が生じることは正常であり、油が主要な潤滑油システム
１６から失われ、油溜め５２の油のレベルが降下するのに応じて、非常に乾燥し
た泡沫が生じる状態とは区別されなければならない。
【００３８】 図２を参照すると、センサ７６は、ロータ給送ライン７２に露出した境界面１
５６を有する円錐形のガラス製プリズム１５４とともに、赤外線ＬＥＤ１５０及
び整合する赤外線検出器１５２を用いている。ガラス／蒸気境界面を光が通過す
る際の光の屈折率に関連する特性が、ガラス／液体境界面とは異なることにより
、ＬＥＤ１５０からの光は、蒸気がロータ給送ライン７２に存在する場合には検
出器１５２に戻るように反射され、油がロータ給送ライン７２に存在する場合に
は周辺にのみ反射される。その際検出器１５２は個別の二値出力用のオープンコ
レクタトランジスタを制御する。ライン１６０の液体レベルにより示されるよう
にオフ状態（すなわち高出力）は乾燥状態を示しているが、一方ライン１６２の
液体レベルにより示されるようにオン状態（すなわち低出力）は湿潤状態を示す
。その概念はBarbierに付与された米国特許第５，２７８，４２６号により明示 されるように既に特許が付与されており、その開示内容をここで参照して本明細
書の一部としている。これらの以前に使用例では、センサは、液体レベルが既に
安定した状態である始動時にのみ用いられていたため、液体レベルライン１６０
及び１６２により図示されるように、液体レベルは境界面１５６に対して検出す
ることができた。しかしながら圧縮器２０が一旦動作を開始すれば、大容量縦型
ライン７０及びロータ給送ライン７２の内部は、液体潤滑油及び冷媒からなる動
的な混合物となり、蒸気状の冷媒が気泡１６４により示される泡沫状混合物とな
る。従来ではセンサ７６は、検出できるほど安定した液体レベルが存在しなかっ
たため、それ以上は用いることはできなかった。本発明により従来のセンサが泡
沫の品質を検出するために動的な環境において用いられるようになり、確実に圧
縮器を動作させるのに十分な量の冷媒が泡沫状態で存在する場合でも検査が可能
になる。
５６を有する円錐形のガラス製プリズム１５４とともに、赤外線ＬＥＤ１５０及
び整合する赤外線検出器１５２を用いている。ガラス／蒸気境界面を光が通過す
る際の光の屈折率に関連する特性が、ガラス／液体境界面とは異なることにより
、ＬＥＤ１５０からの光は、蒸気がロータ給送ライン７２に存在する場合には検
出器１５２に戻るように反射され、油がロータ給送ライン７２に存在する場合に
は周辺にのみ反射される。その際検出器１５２は個別の二値出力用のオープンコ
レクタトランジスタを制御する。ライン１６０の液体レベルにより示されるよう
にオフ状態（すなわち高出力）は乾燥状態を示しているが、一方ライン１６２の
液体レベルにより示されるようにオン状態（すなわち低出力）は湿潤状態を示す
。その概念はBarbierに付与された米国特許第５，２７８，４２６号により明示 されるように既に特許が付与されており、その開示内容をここで参照して本明細
書の一部としている。これらの以前に使用例では、センサは、液体レベルが既に
安定した状態である始動時にのみ用いられていたため、液体レベルライン１６０
及び１６２により図示されるように、液体レベルは境界面１５６に対して検出す
ることができた。しかしながら圧縮器２０が一旦動作を開始すれば、大容量縦型
ライン７０及びロータ給送ライン７２の内部は、液体潤滑油及び冷媒からなる動
的な混合物となり、蒸気状の冷媒が気泡１６４により示される泡沫状混合物とな
る。従来ではセンサ７６は、検出できるほど安定した液体レベルが存在しなかっ
たため、それ以上は用いることはできなかった。本発明により従来のセンサが泡
沫の品質を検出するために動的な環境において用いられるようになり、確実に圧
縮器を動作させるのに十分な量の冷媒が泡沫状態で存在する場合でも検査が可能
になる。
【００３９】 検出器１５２の感度を制御するためにセンサ７６の内部部品に小変更を加え、
さらにＬＥＤ１５０から出力されるＬＥＤ光を調整するために較正プロセスに小
変更を加えることにより、センサ７６を泡沫判定に用いることができる。センサ
７６の内部部品は、検出器１５２が所望の範囲内の利得を有するように選択され
る。所望の利得及び所望の範囲は、検出が行われる環境に基づいて実験的に決定
され、任意の特定の潤滑油及び冷媒の組み合わせにより変わるであろう。所望の
利得及び範囲の基準を満たす検出器１５２のみがセンサ７６に用いられる。ＬＥ
Ｄ１５０の輝度は、その所望の基準に対して正確な出力が得られるように較正さ
れる。その較正された輝度は、特に検出される潤滑油及び冷媒の組み合わせを含
む検出環境に応じて変わるであろう。
さらにＬＥＤ１５０から出力されるＬＥＤ光を調整するために較正プロセスに小
変更を加えることにより、センサ７６を泡沫判定に用いることができる。センサ
７６の内部部品は、検出器１５２が所望の範囲内の利得を有するように選択され
る。所望の利得及び所望の範囲は、検出が行われる環境に基づいて実験的に決定
され、任意の特定の潤滑油及び冷媒の組み合わせにより変わるであろう。所望の
利得及び範囲の基準を満たす検出器１５２のみがセンサ７６に用いられる。ＬＥ
Ｄ１５０の輝度は、その所望の基準に対して正確な出力が得られるように較正さ
れる。その較正された輝度は、特に検出される潤滑油及び冷媒の組み合わせを含
む検出環境に応じて変わるであろう。
【００４０】 上記のように較正されたセンサ７６を本発明の油保護システムに用いる場合、
泡沫流の性質が不規則であり、プリズム１５４上を移動して検出器１５２に向か
って光を反射する少量の蒸気泡沫１６４に迅速に応答するため、較正されたセン
サ７６により生成される信号は非常に雑音が多くなる。ロータ給送ライン７２内
に泡沫１５８の蒸気含有量が増加するのに応じて、センサ７６からの信号のＤＣ
レベルが上昇する。
泡沫流の性質が不規則であり、プリズム１５４上を移動して検出器１５２に向か
って光を反射する少量の蒸気泡沫１６４に迅速に応答するため、較正されたセン
サ７６により生成される信号は非常に雑音が多くなる。ロータ給送ライン７２内
に泡沫１５８の蒸気含有量が増加するのに応じて、センサ７６からの信号のＤＣ
レベルが上昇する。
【００４１】 図３はコントローラ１００においてセンサ７６からの信号を処理するためのブ
ロック図２００を示す。この信号は、泡沫含有量を表すアナログ値を生成するた
めに特別にフィルタをかけることによりコントローラ１００で処理される。移行
時間（time to trip）関数はコントローラ１００のソフトウェアにおいて実装さ
れており、時間積分が開始された泡沫含有量レベル及びコンプレッサ動作が終了
した積分値に対する最終的な移行値を定義している。保護レベルの値は実験的に
決定された。
ロック図２００を示す。この信号は、泡沫含有量を表すアナログ値を生成するた
めに特別にフィルタをかけることによりコントローラ１００で処理される。移行
時間（time to trip）関数はコントローラ１００のソフトウェアにおいて実装さ
れており、時間積分が開始された泡沫含有量レベル及びコンプレッサ動作が終了
した積分値に対する最終的な移行値を定義している。保護レベルの値は実験的に
決定された。
【００４２】 センサ７６からの信号は電気信号線２０２上に与えられ、一次フィルタ及び分
圧器２０４を通して、信号を粗くフィルタリングし、２４ＶＤＣ信号を５ＶＤＣ
信号に変換する。図３に示されるように、フィルタ及び分圧器２０４はプルアッ
プ抵抗２０６、２００ｋΩ抵抗２０８、３０．１ｋΩ抵抗２１０、０．１μＦコ
ンデンサ２１２、ダイオード２１４及び２１６、１００ｋΩ抵抗２１８及び１５
μＦコンデンサ２２０を備える。当然ではあるが、これらの値はその応用例に依
存しており、応用例に応じて変わるであろう。
圧器２０４を通して、信号を粗くフィルタリングし、２４ＶＤＣ信号を５ＶＤＣ
信号に変換する。図３に示されるように、フィルタ及び分圧器２０４はプルアッ
プ抵抗２０６、２００ｋΩ抵抗２０８、３０．１ｋΩ抵抗２１０、０．１μＦコ
ンデンサ２１２、ダイオード２１４及び２１６、１００ｋΩ抵抗２１８及び１５
μＦコンデンサ２２０を備える。当然ではあるが、これらの値はその応用例に依
存しており、応用例に応じて変わるであろう。
【００４３】 フィルタ及び分圧器２０４を通過した後、信号はサンプリング回路２２２によ
り２００ｍｓｅｃの速度でサンプリングされ、その後信号はアナログ／デジタル
変換器２２４において１０ビットのデジタル信号に変換される。その結果生じた
デジタル信号は６．４ｓｅｃの時定数を有する無限インパルス応答フィルタ２２
６に入力される。このフィルタ２２６は、処理中の履歴サンプルの最後の３２サ
ンプルを取得し、以下の式によりそのサンプルを平均することによりそのデジタ
ル信号を平滑化する。
り２００ｍｓｅｃの速度でサンプリングされ、その後信号はアナログ／デジタル
変換器２２４において１０ビットのデジタル信号に変換される。その結果生じた
デジタル信号は６．４ｓｅｃの時定数を有する無限インパルス応答フィルタ２２
６に入力される。このフィルタ２２６は、処理中の履歴サンプルの最後の３２サ
ンプルを取得し、以下の式によりそのサンプルを平均することによりそのデジタ
ル信号を平滑化する。
【００４４】 フィルタ通過後の信号＝最後の信号の１／３２＋以前の平均値の３１／３２ フィルタ２２６からのフィルタリングされた信号は現在の供給電圧の変動を補
償し、２４ＶＤＣ供給電圧の変動により生じる誤差を防ぐ２４Ｖ補償装置２２８
に供給される。これらの誤差は典型的には１９ＶＤＣ〜２６ＶＤＣの範囲にある
。
償し、２４ＶＤＣ供給電圧の変動により生じる誤差を防ぐ２４Ｖ補償装置２２８
に供給される。これらの誤差は典型的には１９ＶＤＣ〜２６ＶＤＣの範囲にある
。
【００４５】 その補償された信号は、積分器制御部２４０、オフセット及び時間スケーリン
グブロック２４２及び積分器２４４を通る。好適な実施例では、積分速度がサン
プリング回路２２により用いられる２００ｍｓｅｃのサンプリング速度と同じで
あるため時間スケーリングは不要である。そうでない場合は、ある速度からなる
データは他の速度でサンプリングされたデータに等しくなるように調整し、変換
し、同期させなければならない。
グブロック２４２及び積分器２４４を通る。好適な実施例では、積分速度がサン
プリング回路２２により用いられる２００ｍｓｅｃのサンプリング速度と同じで
あるため時間スケーリングは不要である。そうでない場合は、ある速度からなる
データは他の速度でサンプリングされたデータに等しくなるように調整し、変換
し、同期させなければならない。
【００４６】 ブロック２４２のオフセット部分を用いて、所望の潤滑油品質のレベルを確立
する。当然ではあるが、多数のそのようなレベルを確立することができ、また累
積された積分値を従来のアナログ信号として用いることもできる。
する。当然ではあるが、多数のそのようなレベルを確立することができ、また累
積された積分値を従来のアナログ信号として用いることもできる。
【００４７】 積分器制御部２４０は７７８ビットカウントからなる必須の積分レベルを規定
しており、このレベルは乾燥した泡沫を多量の潤滑油を含んだ泡沫と区別する実
験により決定されたオフセットレベルであり、３．８ＶＤＣに相当する。積分レ
ベル７７８は始動時に生じる可能性がある一時的なレベル及びラインレベルに生
じるあらゆる他の一時的な変動を回避するように実験的に選択される。積分はこ
のレベル以上で行われ、ビットカウントが７７８より大きい状態に間、積分器２
４４はビットカウント×時間の積を連続して積分するであろう。新しいビットカ
ウントの積分は、５７３ビットカウントと７７８ビットカウントとの間で終了す
るが、補償された信号の０．８ＶＤＣに等しいビットカウントレベルが５７３ビ
ットカウント未満に降下するまで、既に積分された全値は保持されるであろう。
ビットカウント測定値が５７３ビットカウント未満に降下する場合、積分器２４
４において累積された積分値は消去される。５７３ビットカウントと７７８ビッ
トカウントとの間では、累積された積分値は保持されるが、新しい積分値は加え
られないであろう。７７８ビットカウントより大きい値でのみ積分器制御部２４
０はビットカウントを累積することができる。
しており、このレベルは乾燥した泡沫を多量の潤滑油を含んだ泡沫と区別する実
験により決定されたオフセットレベルであり、３．８ＶＤＣに相当する。積分レ
ベル７７８は始動時に生じる可能性がある一時的なレベル及びラインレベルに生
じるあらゆる他の一時的な変動を回避するように実験的に選択される。積分はこ
のレベル以上で行われ、ビットカウントが７７８より大きい状態に間、積分器２
４４はビットカウント×時間の積を連続して積分するであろう。新しいビットカ
ウントの積分は、５７３ビットカウントと７７８ビットカウントとの間で終了す
るが、補償された信号の０．８ＶＤＣに等しいビットカウントレベルが５７３ビ
ットカウント未満に降下するまで、既に積分された全値は保持されるであろう。
ビットカウント測定値が５７３ビットカウント未満に降下する場合、積分器２４
４において累積された積分値は消去される。５７３ビットカウントと７７８ビッ
トカウントとの間では、累積された積分値は保持されるが、新しい積分値は加え
られないであろう。７７８ビットカウントより大きい値でのみ積分器制御部２４
０はビットカウントを累積することができる。
【００４８】 合計された積分値はアナログ信号としてコンパレータ２４６に供給され、積分
されたビットカウントが３２００ビットカウント秒より大きくなる度にコンパレ
ータ２４６が起動する。この起動カウントは実験的に決定され、任意の特定のシ
ステム或いは応用例において変更されるであろう。起動カウントが設定値を超え
た場合に、保護動作が必要となるであろう。
されたビットカウントが３２００ビットカウント秒より大きくなる度にコンパレ
ータ２４６が起動する。この起動カウントは実験的に決定され、任意の特定のシ
ステム或いは応用例において変更されるであろう。起動カウントが設定値を超え
た場合に、保護動作が必要となるであろう。
【００４９】 本質的には、泡沫により高い状態と低い状態との間で多数の移行が生じ、その
ような泡沫により生じた多数の移行回数は「チャタリング」として処理され、ま
たコンジット７２の流体の状態を表すアナログ信号を確定するために測定される
。こうして二値センサ７６は、泡沫１６４の品質を表すアナログ出力を与える。
上記のように新しい利用法を、始動時或いは静的状態とは異なる動的状態に適用
する。
ような泡沫により生じた多数の移行回数は「チャタリング」として処理され、ま
たコンジット７２の流体の状態を表すアナログ信号を確定するために測定される
。こうして二値センサ７６は、泡沫１６４の品質を表すアナログ出力を与える。
上記のように新しい利用法を、始動時或いは静的状態とは異なる動的状態に適用
する。
【００５０】 デジタル信号ではなくアナログ信号を供給するために、新しい方法で利用され
る二値センサを記載してきた。本発明を種々の他の応用例に適用すること、特に
静的及び動的要件の両方が存在し、液体及び蒸気性流体をモニタする応用例に適
用することを含むセンサの種々の変更例は明らかであり、それは当業者には理解
されよう。さらに本発明は、コンジット内に一定品質の泡沫が存在し、それを測
定することが望まれる多くの環境に適用するための液体レベルセンサに関して一
般化することができる。また、特に図３の実施回路及び図２に示される選択され
たセンサへの変更例及び代替例を考慮すれば、他の変更例及び代替例も明らかで
あろう。全てのそのような変更例及び代替例は、添付した請求項の精神及び範囲
内に入るものと考えられる。
る二値センサを記載してきた。本発明を種々の他の応用例に適用すること、特に
静的及び動的要件の両方が存在し、液体及び蒸気性流体をモニタする応用例に適
用することを含むセンサの種々の変更例は明らかであり、それは当業者には理解
されよう。さらに本発明は、コンジット内に一定品質の泡沫が存在し、それを測
定することが望まれる多くの環境に適用するための液体レベルセンサに関して一
般化することができる。また、特に図３の実施回路及び図２に示される選択され
たセンサへの変更例及び代替例を考慮すれば、他の変更例及び代替例も明らかで
あろう。全てのそのような変更例及び代替例は、添付した請求項の精神及び範囲
内に入るものと考えられる。
【図１】 温度調整サブシステムと、潤滑サブシステムと、制御サブシステムとを備え、
また本発明の油保護システムを備える空調或いは冷凍システムのブロック図であ
る。
また本発明の油保護システムを備える空調或いは冷凍システムのブロック図であ
る。
【図２】 本発明による液体レベルセンサの破断図である。
【図３】 図２の液体レベルセンサから受信した信号を処理するためのブロック図である
。
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 シェペック、マシュー・エイ アメリカ合衆国ウィスコンシン州54636・ ホーメン・シーティーエイチ ブイ エヌ 8988 Ｆターム(参考） 2F014 FA02 3H003 AA01 AC03 BD02 BD03 BD13 CF01
Claims (20)
- 【請求項１】 センサシステムであって、 第１或いは第２の状態を表す信号を発生する二値センサと、 サンプリング時間中に前記第１の状態と第２の状態との間の移行回数をモニタ
するために前記二値センサに通信可能に接続されるサンプリング回路と、 全時間に渡って前記サンプリングされた移行回数を累積するための積分回路と
、 前記累積された移行回数を表すアナログ信号を発生するための信号生成回路と
を備えることを特徴とするセンサシステム。 - 【請求項２】 前記積分回路が、積分が実行可能である第１の累積された
移行値レベルを選択する積分制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の
センサシステム。 - 【請求項３】 前記積分制御部が、前記累積された移行値が消去される第
２のレベルを与えることを特徴とする請求項２に記載のセンサシステム。 - 【請求項４】 前記第２のレベルが前記第１のレベルより低いことを特徴
とする請求項３に記載のセンサシステム。 - 【請求項５】 前記サンプリング回路がフィルタと、分圧器と、所定の速
度を有するサンプリング部と、アナログ／デジタルコンバータとを備え、全ての
構成部品が順次接続されることを特徴とする請求項４に記載の二値センサ。 - 【請求項６】 二値出力を有するセンサを用いて３つの状態を有する流体
をモニタするコントロール装置であって、前記コントロール装置が、 原動機と、 前記原動機を制御するために通信可能なコントローラと、 流体の存否を測定し、かつ二値信号を前記コントローラに供給するセンサとを
備え、 前記コントローラが前記流体の存否を示す前記二値信号に応答し、また前記コ
ントローラが前記二値信号の二値移行速度をモニタすることによりアナログ信号
を確定することを特徴とするコントロール装置。 - 【請求項７】 前記原動機が停止状態及び動作状態を有し、前記コントロ
ーラが前記停止状態において前記二値信号に応答し、前記動作状態において前記
アナログ信号に応答することを特徴とする請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記センサが、流体の存否をモニタし、前記流体の存否を
示す二値信号を与える液体レベルセンサであり、 前記コントローラが前記センサに通信可能に接続され、前記二値信号を受信し
、また前記コントローラが存在指示信号と非存在指示信号との間の二値信号の移
行速度をサンプリングするための構成部品と、前記サンプリングされた信号をア
ナログ信号に変換するための構成部品とを備えることを特徴とする請求項６に記
載のコントロール装置。 - 【請求項９】 前記コントローラがさらに、前記アナログ信号を積分する
ための構成部品と、その積分されたアナログ信号に応じて制御信号を発生するた
めの構成部品とを備えることを特徴とする請求項６に記載のコントロール装置。 - 【請求項１０】 センサを使用するための方法であって、 状態を検出する過程と、 前記検出された状態を示す第１の状態或いは第２の状態のいずれかを有する二
値信号を伝送する過程と、 原動機の動作モードが第１の動作モード或いは第２の動作モードのいずれであ
るかを確定する過程と、 前記二値信号の前記第１の状態或いは第２の状態に応じて前記第１の動作モー
ドで前記原動機を動作させる過程と、 前記第１の状態と前記第２の状態との間の前記二値信号の移行速度に応じて前
記第２の動作モードで前記原動機を動作させる過程とを有することを特徴とする
方法。 - 【請求項１１】 前記状態を検出する過程がさらに、前記第１の動作モー
ドにおいて静的環境の液体レベルを検出する過程と、前記第２の動作モードにお
いて動的環境の乱れ或いはチャタリングを検出する過程とを有することを特徴と
する請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記第２の動作モードにおいて前記原動機を動作させる
過程がさらに、前記第１の状態と前記第２の状態との間の移行速度をサンプリン
グする過程と、前記速度をビットカウントレベルに変換する過程と、全時間に渡
って前記ビットカウントレベルを積分する過程とを有することを特徴とする請求
項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記累積された積分値をアナログ信号として連続して伝
送する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 デジタルセンサをアナログセンサとして使用するための
方法であって、 デジタルセンサで二値状態を測定する過程と、 第１の二値状態或いは第２の二値状態のいずれかを示す二値信号を連続して伝
送する過程と、 ビットカウントを確定するために第１のサンプリング速度で前記伝送された信
号をサンプリングする過程と、 全時間に渡って前記ビットカウントの積を積分する過程と、 前記積分されたビットカウント累積値を反映したアナログ信号を発生する過程
とを有することを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 前記積分する過程が、前記ビットカウントが第１の所定
レベルより大きい場合にのみ実行され、また前記累積された積分値が、前記ビッ
トカウントが前記第１の所定レベルより低い第２の所定レベル未満の場合に消去
されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記サンプリング過程及び積分過程が所定の速度で発生
し、また前記サンプリング速度が前記積分速度と同じになるように選択されるこ
とを特徴とする請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記サンプリングされた信号を平滑化する過程をさらに
有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 デジタルセンサをアナログセンサとして用いるための回
路であって、 第１或いは第２の状態を有する二値信号を発生するデジタルセンサと、 前記二値信号を受信し、直ちに前記二値信号の状態をサンプリングし、前記サ
ンプリングされた信号をビットカウントを表す信号に変換するためのサンプリン
グ回路と、 全時間に渡って前記ビットカウントを積分するための積分回路と、 前記累積された積分値を表すアナログ信号を伝送するための回路とを備えるこ
とを特徴とする回路。 - 【請求項１９】 前記サンプリング回路にフィルタ及び分圧器をさらに備
え、また前記積分回路に積分器コントローラを備え、それにより第１のビットカ
ウントレベル以上で積分を実行し、また第２のビットカウントレベル未満で前記
累積された積分値を消去することを特徴とする請求項１８に記載の回路。 - 【請求項２０】 前記デジタルセンサが光学式液体レベルセンサであるこ
とを特徴とする請求項１９に記載の回路。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/924,228 | 1997-09-05 | ||
| US08/924,228 US6131471A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Liquid level sensor |
| PCT/US1998/014693 WO1999013299A2 (en) | 1997-09-05 | 1998-07-16 | Liquid level sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001516045A true JP2001516045A (ja) | 2001-09-25 |
| JP4056698B2 JP4056698B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=25449924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000511038A Expired - Lifetime JP4056698B2 (ja) | 1997-09-05 | 1998-07-16 | 液体レベルセンサ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6131471A (ja) |
| EP (2) | EP1400788B1 (ja) |
| JP (1) | JP4056698B2 (ja) |
| CN (2) | CN1154839C (ja) |
| AU (1) | AU8407198A (ja) |
| CA (1) | CA2300079C (ja) |
| WO (1) | WO1999013299A2 (ja) |
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