JP2004251667A

JP2004251667A - 圧力スイッチ

Info

Publication number: JP2004251667A
Application number: JP2003040199A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Miyamoto; 善至雄宮本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】ガス圧力を検出する圧力スイッチの安全性を改善する。
【解決手段】ガス圧力を検出して出力を発生するデジタル圧力スイッチ１において、外装ケース４を備え、この外装ケース４にはガスが流通可能なピンホール孔２３・・を形成したので、外装ケース４内にガスが漏れだした場合にも、この漏洩したガスはピンホール孔２３・・から外部に流出することになる。これにより、圧力を検出する対象が可燃性のガスであった場合にも、係る可燃性ガスが外装ケース４内に溜まって爆発する危険性を回避することができるようになる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを供給、若しくは、循環するシステムにおいて、当該システム内のガスの圧力を検出して出力を発生する圧力スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より冷媒回路内で冷媒ガスを強制循環する冷凍機や、ガスなどを圧送するガス圧送装置などのシステムではガスを圧縮して吐出するためにコンプレッサが用いられると共に、システム内の低圧／高圧のコントロールのためにデジタル式の圧力スイッチが用いられる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
従来のこの種デジタル圧力スイッチは、システム内のガスなどの圧力を検出する素子を外装ケース内に備え、この検出素子にて検出された圧力を表示する表示部と、検出した圧力によってＯＮ−ＯＦＦする接点出力を備えている。そして、この接点出力を用いて、例えば冷凍機の冷媒回路内の低圧側冷媒ガス圧力が所定値に低下した場合にはコンプレッサを停止させるなどのために用いられていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７５８１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにデジタル圧力スイッチは、ガスをガス圧力を検出するものであるため、内部にガスを引き込むことになる。このガスが可燃性のガスであった場合には、外装ケース内でガス漏れが発生すると、内部にガスが溜まり、爆発する危険性があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、ガス圧力を検出する圧力スイッチの安全性を改善することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ガス圧力を検出して出力を発生する圧力スイッチにおいて、外装ケースを備え、この外装ケースにはガスが流通可能な通気部を形成したので、外装ケース内にガスが漏れだした場合にも、この漏洩したガスは通気部から外部に流出することになる。
【０００８】
これにより、圧力を検出する対象が可燃性のガスであった場合にも、係る可燃性ガスが外装ケース内に溜まって爆発する危険性を回避することができるようになり、安全性の向上を図れる。
【０００９】
請求項２の発明では、上記に加えて空気より軽いガスの圧力を検出する場合は通気部の位置を外装ケースの上部に設定し、空気より重いガスの圧力を検出する場合には、通気部の位置を外装ケースの下部に設定するので、ガスの比重に応じて外装ケースより速やかに排出することができるようになる。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項１の発明に加えて通気部を外装ケースの上部と下部に設けたので、空気より軽いガスと重いガスの双方に対応することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の圧力スイッチの実施例としてのデジタル圧力スイッチ１の正面図、図２はその右側面図、図３はその左側面図、図４はパネル２を開いた状態のデジタル圧力スイッチ１の正面図、図５はデジタル圧力スイッチ１の電気回路のブロック図をそれぞれ示している。
【００１２】
実施例のデジタル圧力スイッチ１は、図６に示す如きガス圧送装置３の高圧側の圧力を検出して制御出力を発生するために用いられるものであり、図１〜図４に示すような外装ケース４の下部に圧力検知管接続部６と、アナログ出力線７が取り付けられている。また、外装ケース４の後下角部にはカバー８がネジにより開閉可能に取り付けられており、このカバー８内に接点出力９（出力１）、接点出力１１（出力２）の電気配線を接続するための端子板（図示せず）が設けられている。
【００１３】
外装ケース４内には図５に示すマイクロコンピュータから構成された電子回路１２から成る制御装置１３が基板１４上に構成されると共に、この外装ケース４の前面上部にデジタル表示部１６が配置されている。このデジタル表示部１６は３桁の７セグメントＬＥＤから構成されており、その下側には接点出力９（出力１）及び接点出力１１（出力２）の動作を表示するためのＬＥＤ１７、１８が配置されている。尚、接点出力９のＯＮするとＬＥＤ１７が点灯し、接点出力１１がＯＮするとＬＥＤ１８が点灯される。
【００１４】
外装ケース４の前面下部は奥側に段付き形成されており、この部分に回転スイッチ１９とアップ設定スイッチ２１、ダウン設定スイッチ２２が設けられ、これらは前記パネル２にて開閉可能に覆われている。
【００１５】
また、外装ケース４の左右側面上部及び下部にはピンホール孔２３がそれぞれ複数カ所（実施例では三箇所）穿設され、これらにより外装ケース４の内外をガスが流通可能な通気部が構成されている。このピンホール孔２３はガス（気体）は通過可能であるが、雨水などの液体は通過できない寸法とする。
【００１６】
次に、図５において２４は圧力センサであり、その出力は電子回路１２に接続されている。圧力センサ２４は圧力検知管接続部６に接続された後述する圧力検知管２６を介して検出した圧力を電圧として出力するものである。電子回路１２には前述した接点出力９及び１１が設けられ、各接点出力を介して後述する各負荷が電源に接続されることになる。また、電子回路１２は圧力センサ２４で検出した圧力に比例して変化する電圧値をアナログ出力線７に出力する。
【００１７】
次に、図６のガス圧送装置３は、ガス（例えば冷媒ガスや六弗化イオウガス、可燃性ガスなど）を吸い込んで圧縮する例えば無給油式のレシプロ式コンプレッサ２５と、このコンプレッサ２５の吐出側に接続され、コンプレッサ２５で圧縮されて吐出されたガスを一旦貯溜するリザーバータンク３１と、このリザーバータンク３１からコンプレッサ２５の吸込側に渡って接続されたバイパス管２７と、このバイパス管２７に介設されたバイパス弁（電磁弁）２８と、コンプレッサ２５のＯＮ−ＯＦＦ並びにその回転数（Ｈｚ）をＰＩＤ制御するためのインバータ回路２９などから構成されている。
【００１８】
そして、ガス源から吸引したガスをコンプレッサ２５で圧縮し、吐出して一旦リザーバータンク３１に溜め、そこからガス消費機器に圧送するものである。本発明のデジタル圧力スイッチ１の圧力検知管接続部６には、このようなガス圧送装置３のリザーバータンク３１内に連通接続された圧力検知管２６が接続される。そして、接点出力９（出力１）はインバータ回路２９が負荷として接続され、接点出力１１（出力２）にはバイパス弁２８が負荷として接続される。また、アナログ出力線７はインバータ回路２９に接続される。
【００１９】
以上の構成で図７を参照しながら本発明のデジタル圧力スイッチ１やガス圧送装置３の動作及び操作について説明する。先ず、デジタル圧力スイッチ１の各接点出力９（出力１）及び１１（出力２）の設定操作について説明する。先ず、パネル２を開き（図４）、回転スイッチ１９を設定１のＯＮに合わせる。その状態でアップ設定スイッチ２１やダウン設定スイッチ２２を押すことで接点出力９（出力１）のＯＮ値を設定できる。この設定値はデジタル表示部１６に表示される。次に、回転スイッチ１９を設定１のＯＦＦに合わせ、同様にスイッチ２１、２２を押すことで接点出力９（出力１）のＯＦＦ値を設定する。
【００２０】
次に、回転スイッチ１９を設定２のＯＮに合わせる。その状態でアップ設定スイッチ２１やダウン設定スイッチ２２を押すことで接点出力１１（出力２）のＯＮ値を設定できる。この設定値もデジタル表示部１６に表示される。次に、回転スイッチ１９を設定２のＯＦＦに合わせ、同様にスイッチ２１、２２を押すことで接点出力１１（出力２）のＯＦＦ値を設定する。実施例ではガス圧力の目標値を例えば６ＭＰａとし、接点出力９のＯＦＦ値（設定１ＯＦＦ）として例えば７ＭＰａ、ＯＮ値（設定１ＯＮ）として５ＭＰａを設定し、接点出力１１のＯＮ値（設定２ＯＮ）として例えば６．８ＭＰａ、ＯＦＦ値（設定２ＯＦＦ）として６．５ＭＰａを設定した後、回転スイッチ１９を運転の位置に合わせる。これによって、各設定値が電子回路１２内のメモリに記憶される。
【００２１】
今、リザーバータンク３１内のガス圧力は十分低いものとすると、デジタル圧力スイッチ１は接点出力９（出力１）をＯＮしており、接点出力１１（出力２）はＯＦＦしている。従って、バイパス弁２８は閉じている。そして、インバータ回路２９は運転可能状態となり、コンプレッサ２５を起動する。コンプレッサ２５が起動されると、コンプレッサ２５にて圧縮されたガスがリザーバータンク３１に吐出され、そこからガス消費機器に圧送されるようになる。
【００２２】
デジタル圧力スイッチ１の圧力センサ２４は圧力検知管２６を介して流入するリザーバータンク３１内のガスの圧力を検出し、出力電圧が変化する。電子回路１２はこの圧力センサ２４が検出するガス圧力（出力電圧）から現在のリザーバータンク３１内のガス圧力をデジタル表示部１６に表示すると共に、当該ガス圧力に比例した電圧値をアナログ出力線７に出力する。
【００２３】
インバータ回路２９は、デジタル圧力スイッチ１のアナログ出力線７から入力した電圧値（ガス圧力）に基づき、目標値である６ＭＰａからの偏差ｅからＰ（比例）Ｉ（積分）Ｄ（微分）演算を実行してコンプレッサ２５の回転数（Ｈｚ）を決定する。これにより、リザーバータンク３１内のガス圧力を精度良く目標値に近付けていく。
【００２４】
ここで、ガス消費機器側のガス消費が急激に減少するなどの理由によりリザーバータンク３１内のガス圧力が急激に上昇すると、上記インバータ回路２９によるＰＩＤ制御では対応し切れなくなる。これにより、デジタル圧力スイッチ１が検出するガス圧力が上昇して６．８ＭＰａ（設定２ＯＮ）を超えると、電子回路１２は接点出力１１（出力２）をＯＮし（ＬＥＤ１８は点灯）、バイパス弁２８を開く。これにより、リザーバータンク３１内のガスはバイパス管２７を通ってコンプレッサ２５の吸込側に逃げるので、圧力上昇は抑制され、通常では降下に転じる。そして、６．５ＭＰａ（設定２ＯＦＦ）まで降下したら、電子回路１２は接点出力１１（出力２）をＯＦＦし（ＬＥＤ１８は消灯）、バイパス弁２８を閉じる。
【００２５】
このようにバイパス管２７を用いて圧力を逃がすことで、後述するコンプレッサ２５の停止を抑制してその寿命延長を図り、或いは、ガス消費機器の故障や異常の発生を抑制できるようになる。
【００２６】
尚、バイパス弁２８を開放しても圧力上昇が止まらず、リザーバータンク３１内のガス圧力が７ＭＰａ（設定１ＯＦＦ）まで上昇した場合には、電子回路１２は接点出力９（出力１）をＯＦＦする（ＬＥＤ１７消灯）。インバータ回路２９は係る接点出力９（出力１）のＯＦＦにより、コンプレッサ２５を停止する。コンプレッサ２５の停止によってリザーバータンク３１内のガス圧力が低下していき、５ＭＰａ（設定１ＯＮ）に達すると、電子回路１２は接点出力９（出力１）をＯＮする（ＬＥＤ１７点灯）。インバータ回路２９はこの接点出力９（出力１）のＯＮにより、コンプレッサ２５を再び起動する。これによって、リザーバータンク３１（コンプレッサ２５の高圧側）内の異常圧力上昇を未然に回避する。
【００２７】
ここで、圧力検知管２６内にはリザーバータンク３１内のガスが流入するため、デジタル圧力スイッチ１の外装ケース４内にもガスが漏洩する危険性がある。特にガスが都市ガスやプロパンガス、ブタン、天然ガスなどの可燃性ガスであった場合には外装ケース４内に溜まったガスが爆発する危険性が生じる。しかしながら、外装ケース４の左右側面の上部と下部には前述の如くピンホール孔２３・・・が複数穿設されているので、外装ケース４内に漏れ出たガスはこのピンホール孔２３・・・を通って外部に流出する。これにより、係る爆発の危険性を回避できる。また、ピンホール孔２３・・・は雨水が通過できないので、屋外設置の場合にも外装ケース４内が浸水する危険性はない。
【００２８】
特に、ピンホール孔２３・・は外装ケース４の上部と下部の双方に形成されているので、空気より軽いガス（プロパンガスやブタンなど）の場合には上部のピンホール孔２３・・から速やかに排出され、重いガス（都市ガスなど）の場合には下部のピンホール孔２３・・から速やかに排出されるようになる。
【００２９】
尚、実施例ではピンホール孔２３・・を外装ケース４の上部と下部の双方に形成しているが、対象ガスが空気より軽いガスの場合には上部のみ、空気より重いガスの場合には下部のみに形成してもよい。但し、天然ガスの場合には空気より成分によって重い場合や軽い場合がある。そのような場合には実施例の如く外装ケース４の上部と下部にピンホール孔２３・・・を形成しておけば、ガスが空気より軽い場合と重い場合の双方に対応できる。
【００３０】
また、デジタル圧力スイッチ１の接点出力９（出力１）及び接点出力１１（出力２）のそれぞれのＯＮ値及びＯＦＦ値には、回転スイッチ１９の操作とアップ設定スイッチ２１及びダウン設定スイッチ２２の操作により、遅延時間を設定することができる。そして、この遅延時間の設定によってガス圧力がＯＮ値或いはＯＦＦ値に達してから遅延して接点出力をＯＮ或いはＯＦＦさせることが可能となる。従って、例えば上記実施例において接点出力９（出力１）のＯＮ値（設定１ＯＮ）を５．５ＭＰａなどに設定し、且つ、遅延時間を例えば１０秒（通常では０．５ＭＰａ低下しない時間）に設定することで、５ＭＰａまで低下する以前にコンプレッサ２５をＯＮさせるなどの制御が可能となる。
【００３１】
尚、上記実施例では接点出力を２個設けたが、１個若しくは３個以上あってもよい。また、実施例では通気部をピンホール孔で構成したが、それに限らず、スリットや切欠でもよい。更に、実施例ではガス圧送装置３にデジタル圧力スイッチ１を適用したが、それに限らず、冷媒回路内で冷媒ガスを強制循環する冷凍機の高圧側に適用しても有効である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、ガス圧力を検出して出力を発生する圧力スイッチにおいて、外装ケースを備え、この外装ケースにはガスが流通可能な通気部を形成したので、外装ケース内にガスが漏れだした場合にも、この漏洩したガスは通気部から外部に流出することになる。
【００３３】
これにより、圧力を検出する対象が可燃性のガスであった場合にも、係る可燃性ガスが外装ケース内に溜まって爆発する危険性を回避することができるようになり、安全性の向上を図れる。
【００３４】
請求項２の発明によれば、上記に加えて空気より軽いガスの圧力を検出する場合は通気部の位置を外装ケースの上部に設定し、空気より重いガスの圧力を検出する場合には、通気部の位置を外装ケースの下部に設定するので、ガスの比重に応じて外装ケースより速やかに排出することができるようになる。
【００３５】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明に加えて通気部を外装ケースの上部と下部に設けたので、空気より軽いガスと重いガスの双方に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したデジタル圧力スイッチの正面図である。
【図２】図１のデジタル圧力スイッチの右側面図である。
【図３】図１のデジタル圧力スイッチの左側面図である。
【図４】図１のデジタル圧力スイッチのパネルを開いた状態の正面図である。
【図５】図１のデジタル圧力スイッチの電気回路のブロック図である。
【図６】ガス圧送装置の回路図である。
【図７】図１のデジタル圧力スイッチ及び図６のガス圧送装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１デジタル圧力スイッチ
３ガス圧送装置
４外装ケース
７アナログ出力線
９、１１接点出力
１６デジタル表示部
１９回転スイッチ
２１、２２設定スイッチ
２３ピンホール孔（通気部）
２４圧力センサ
２５コンプレッサ
２６圧力検知管
２７バイパス管
２８バイパス弁
２９インバータ回路
３１リザーバータンク

Claims

ガス圧力を検出して出力を発生する圧力スイッチにおいて、
外装ケースを備え、該外装ケースにはガスが流通可能な通気部を形成したことを特徴とする圧力スイッチ。
空気より軽い前記ガスの圧力を検出する場合は前記通気部の位置を前記外装ケースの上部に設定し、空気より重い前記ガスの圧力を検出する場合には、前記通気部の位置を前記外装ケースの下部に設定することを特徴とする請求項１の圧力スイッチ。
前記通気部を前記外装ケースの上部と下部に設けたことを特徴とする請求項１の圧力スイッチ。