JP2006053009A - Pressure switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に冷凍サイクルの制御用に冷凍サイクルの管路に設けて冷媒の圧力を検出するのに適した圧力スイッチに関する。 The present invention relates to a pressure switch that is provided in a pipe line of a refrigeration cycle, particularly for controlling the refrigeration cycle, and suitable for detecting the pressure of a refrigerant.
従来、本発明に関連する先行文献として、例えば、特許第3212229号公報(特許文献1)、特開2003−302300号公報(特許文献2)がある。 Conventionally, as prior literature relating to the present invention, for example, there are Japanese Patent No. 312229 (Patent Literature 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 2003-302300 (Patent Literature 2).
特許文献1のものは、圧力センサからのアナログ電気信号をA/D変換してCPUにて演算処理し、圧力センサの出力値を表示するデジタル圧力表示器と、リレー駆動回路からなり複数設けられた出力手段と、圧力センサの出力値をD/A変換して出力する出力手段とを備えて構成されている。また、特許文献2のものはデジタル信号を出力する圧力センサである。
特許文献1の従来技術は、圧力センサからのアナログ信号をA/D変換し、アナログ電圧出力のためにD/A変換するので、処理工程が余分に必要であること、また、A/D変換、D/A変換に伴う変換誤差が累積されるので、これらの点に改良の余地を残している。 The conventional technology of Patent Document 1 performs A / D conversion on an analog signal from a pressure sensor and performs D / A conversion for analog voltage output, so that an extra processing step is required, and A / D conversion is performed. Since conversion errors accompanying D / A conversion are accumulated, there remains room for improvement in these respects.
また、特許文献1の従来技術は、複数の蒸発器を各々の温度制御装置で制御するに際し、例えば過熱度制御に圧力データを用いる場合、アナログ電圧出力(例えば0.25〜4.75V)で複数の温度制御装置に信号を送出すると、ノイズにより誤信号となるおそれがある点に改良の余地を残している。さらに、最も一般的なアナログ電流出力(4〜20mA)を用いたとしても、電圧変換用のループ抵抗値(一般には250Ω以下)の制限があるので複数台の温度制御装置を接続することができない。 Further, in the prior art of Patent Document 1, when controlling a plurality of evaporators with respective temperature control devices, for example, when pressure data is used for superheat degree control, analog voltage output (for example, 0.25 to 4.75 V) is used. When signals are sent to a plurality of temperature control devices, there remains room for improvement in that there is a possibility of an erroneous signal due to noise. Furthermore, even if the most common analog current output (4 to 20 mA) is used, there is a limitation on the loop resistance value for voltage conversion (generally 250Ω or less), so that a plurality of temperature control devices cannot be connected. .
さらに、特許文献1の従来技術は、その段落[0036]に冷凍機を構成する圧縮機の低圧側の圧力制御装置に限られることが記載されているが、高圧側の圧力制御装置も含まれることはいうまでもない。前記圧縮機の高圧側、及び低圧側にこの従来技術の圧力制御装置を用いた場合、2つの圧力制御装置の峻別・視認上、高圧側の圧力制御装置に圧力表示器を赤色7セグメントLEDで構成し、低圧側の圧力制御装置の圧力表示器を緑色7セグメントLEDで構成すると、緑色LEDは輝度が低く、赤色LEDと同等の輝度を確保するには、略2倍の順方向電流を流す必要があり、電力を余分に消費する点に改良の余地を残している。 Furthermore, the prior art of Patent Document 1 describes that the paragraph [0036] is limited to the pressure control device on the low pressure side of the compressor constituting the refrigerator, but also includes the pressure control device on the high pressure side. Needless to say. When the pressure control device of this prior art is used on the high pressure side and the low pressure side of the compressor, the pressure indicator is connected to the pressure control device on the high pressure side with a red 7 segment LED in order to distinguish and visually recognize the two pressure control devices. When the pressure indicator of the low-pressure side pressure control device is configured with a green 7-segment LED, the green LED has a low luminance, and in order to ensure a luminance equivalent to that of the red LED, a forward current of approximately twice is passed. There is room for improvement in that it is necessary and consumes extra power.
本発明は、上記の課題を解決し、検出圧力データの送信時にノイズによる誤信号がなく複数台の温度制御装置に共通に接続することができる圧力スイッチを提供することを課題とする。また、消費電力を抑えた圧力スイッチを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a pressure switch that can be commonly connected to a plurality of temperature control devices without an erroneous signal due to noise when transmitting detected pressure data. Another object is to provide a pressure switch with reduced power consumption.
請求項1の圧力スイッチは、印加圧力に応じてピエゾ抵抗素子が検出した電気信号を電子回路で処理するシングルチップ半導体圧力センサからのデジタルデータを送出する圧力センサと、設定器と、記憶手段と、演算処理手段と、デジタル圧力表示器と、演算処理手段による算出データを通信によりデジタル信号として出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。 The pressure switch according to claim 1 is a pressure sensor for sending digital data from a single-chip semiconductor pressure sensor for processing an electrical signal detected by a piezoresistive element in accordance with an applied pressure by an electronic circuit, a setting device, a storage means, And an arithmetic processing means, a digital pressure indicator, and an output means for outputting data calculated by the arithmetic processing means as a digital signal by communication.
請求項2の圧力スイッチは、請求項1記載の圧力スイッチであって、前記設定器は、低圧カット値を設定するとともに、MOP値を設定することを特徴とする。 A pressure switch according to a second aspect is the pressure switch according to the first aspect, wherein the setter sets a low pressure cut value and sets a MOP value.
請求項3の圧力スイッチは、請求項1記載の圧力スイッチであって、前記演算処理手段により算出した検出圧力データと、設定された低圧カット値と、設定されたMOP値とを通信による前記出力手段を用いて送出することを特徴とする。
The pressure switch according to
請求項4の圧力スイッチは、請求項1記載の圧力スイッチであって、前記デジタル圧力表示器に青色7セグメントLEDを用い、該デジタル圧力表示器に少なくとも低圧の圧力データを表示するときに青色表示するようにしたことを特徴とする。 A pressure switch according to claim 4 is the pressure switch according to claim 1, wherein a blue 7-segment LED is used for the digital pressure indicator, and a blue color is displayed when at least low pressure data is displayed on the digital pressure indicator. It was made to do.
請求項1の圧力スイッチによれば、(低圧側)圧力スイッチの通信により出力する出力手段を通信線に接続し、デジタルデータ、例えば検出圧力データをデジタル信号をして送出するので、圧力データの送信時に誤信号がなく複数台の温度制御装置に共通に接続することができる。また、圧力センサはシングルチップ半導体圧力センサからデジタルデータを出力するので、A/D変換、D/A変換の必要がなく変換誤差も生じない。 According to the pressure switch of the first aspect, the output means for outputting by communication of the (low pressure side) pressure switch is connected to the communication line, and digital data, for example, detected pressure data is sent as a digital signal. There is no error signal at the time of transmission, and it can be commonly connected to a plurality of temperature control devices. Further, since the pressure sensor outputs digital data from the single chip semiconductor pressure sensor, there is no need for A / D conversion and D / A conversion, and no conversion error occurs.
請求項2の圧力スイッチによれば、請求項1と同様な作用効果が得られるとともに、設定器により、MOP設定値及び低圧カット設定値を設定することができる。 According to the pressure switch of the second aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained, and the MOP set value and the low pressure cut set value can be set by the setting device.
請求項3の圧力スイッチによれば、請求項1と同様な作用効果が得られるとともに、検出圧力データ、MOP設定値、低圧カット設定値を送出するので、別個の圧力センサなどを(低圧側)圧力検出手段として設ける必要がない。また、冷凍サイクルの構成が簡素になるとともに、通信機能を介してMOP設定値、低圧カット設定値を送出し、前記検出圧力データ/各設定値により冷凍サイクルが制御され、圧縮機始動時の過渡運転状態、外乱による負荷急変時など、冷凍サイクルを温度センサの時間遅れに係りなく、好適に制御できるので、冷凍サイクルの信頼性が向上する。 According to the pressure switch of the third aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained, and the detected pressure data, the MOP set value, and the low pressure cut set value are transmitted. There is no need to provide pressure detection means. In addition, the configuration of the refrigeration cycle is simplified, the MOP set value and the low pressure cut set value are sent via the communication function, the refrigeration cycle is controlled by the detected pressure data / each set value, and the transient at the start of the compressor Since the refrigeration cycle can be favorably controlled regardless of the time delay of the temperature sensor, such as when the operating state is suddenly changed due to a disturbance, the refrigeration cycle reliability is improved.
請求項4の圧力スイッチによれば、請求項1と同様な作用効果が得られるとともに、低圧の圧力データは青色7セグメントLEDを用いたデジタル圧力表示器により表示されるので、LEDに直列に接続される抵抗の抵抗値が赤色LEDの場合も、青色LEDの場合も同じ値で良いので、部材の手配が簡素化されるとともに、緑色に比べて視認性も改良され、さらに赤色/緑色と比べて電流値が小さいので著しい省エネ効果がえられる。 According to the pressure switch of the fourth aspect, the same effect as in the first aspect can be obtained, and the low pressure data is displayed by the digital pressure indicator using the blue 7 segment LED, so that it is connected in series with the LED. Since the resistance value of the resistor to be used is the same for both the red LED and the blue LED, the arrangement of the members is simplified and the visibility is improved compared to the green color, and further compared to the red / green color. As the current value is small, a significant energy saving effect can be obtained.
請求項1の圧力スイッチによれば、圧力データの送信時に誤信号がなく複数台の温度制御装置に共通に接続することができ、シングルチップ半導体圧力センサにより変換誤差も生じない。 According to the pressure switch of the first aspect, there is no error signal when the pressure data is transmitted, and it can be commonly connected to a plurality of temperature control devices, and no conversion error is caused by the single-chip semiconductor pressure sensor.
請求項2の圧力スイッチによれば、請求項1と同様な効果が得られるとともに、設定器により、MOP設定値及び低圧カット設定値を設定することができる。ここで、MOP及び低圧カットについて説明する。MOP(Maximum Operating Pressure)とは、元々温度式膨脹弁の機能である。MOPの規制の結果、圧縮機始動時の液戻り防止、圧縮機モータの過負荷防止が可能となる。一般的にいう、ハイ・リミットの機能である。低圧カットは低圧側圧力スイッチの主たる機能である。膨脹弁、蒸発器など冷凍サイクルに異常が発生して冷媒が流れなくなると低圧側圧力が下がるので、そのとき低圧カットが作用して冷凍サイクルを保護する。一般的にいう、ロー・リミットの機能である。 According to the pressure switch of the second aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained, and the MOP set value and the low pressure cut set value can be set by the setting device. Here, the MOP and the low pressure cut will be described. MOP (Maximum Operating Pressure) is originally a function of a temperature type expansion valve. As a result of the MOP regulation, it is possible to prevent liquid return at the start of the compressor and overload of the compressor motor. In general, this is a high limit function. The low pressure cut is the main function of the low pressure switch. When an abnormality occurs in the refrigeration cycle, such as an expansion valve or an evaporator, and the refrigerant stops flowing, the low-pressure side pressure decreases. At that time, a low-pressure cut acts to protect the refrigeration cycle. In general, this is a low limit function.
請求項3の圧力スイッチによれば、請求項1と同様な効果が得られるとともに、別個に圧力センサなどを(低圧側)検出圧力手段として設ける必要がなく、冷凍サイクルの構成が簡素になるとともに、圧縮機始動時の過渡運転状態、外乱による負荷急変時など、冷凍サイクルを温度センサの時間遅れに係りなく、好適に制御でき、冷凍サイクルの信頼性が向上する。 According to the pressure switch of the third aspect, the same effect as in the first aspect can be obtained, and it is not necessary to separately provide a pressure sensor or the like (low pressure side) as the detection pressure means, and the configuration of the refrigeration cycle is simplified. In addition, the refrigeration cycle can be favorably controlled regardless of the time delay of the temperature sensor, such as a transient operation state at the time of starting the compressor, a sudden load change due to disturbance, and the reliability of the refrigeration cycle is improved.
請求項4の圧力スイッチによれば、請求項1と同様な効果が得られるとともに、部材の手配が簡素化されるとともに、視認性も改良され、さらに著しい省エネ効果がえられ、地球環境を維持するのに多大が貢献ができる。 According to the pressure switch of the fourth aspect, the same effect as in the first aspect can be obtained, the arrangement of the members is simplified, the visibility is improved, the remarkable energy saving effect is obtained, and the global environment is maintained. A great deal of contribution can be made.
次に、本発明の圧力スイッチの実施形態を図面を参照して説明する。図1は実施形態の圧力スイッチ10のブロック図、図2は同圧力スイッチ10の正面図である。この圧力スイッチ10は後述のように、冷却用温度制御システムの冷凍サイクルに接続される。図1に示すように、圧力スイッチ10は、マイコン10a、RAM10b、ROM10c、EEPROM10d、通信インタフェース10e、入出力インタフェース10f、圧力センサ10g、操作スイッチ10h、リレー駆動回路及びリレースイッチ10i、デジタル圧力表示器10j、電源回路10kを備えている。マイコン10aは、圧力スイッチ10全体の制御を行い、操作スイッチ10hによる各種の設定値の入力操作、各種演算処理、通信インタフェース10eを介して冷却用温度制御システムの制御装置との間で通信データの授受を行う。デジタル圧力表示器10jは7セグメントLED素子を4乃至8桁備えており、この7セグメントLED素子は青色LEDで構成されている。
Next, an embodiment of a pressure switch of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of the
圧力センサ10gは、例えば冷媒に曝されるダイヤフラム等に配設したピエゾ抵抗素子と電子回路とを備えたシングルチップ半導体圧力センサであり、ピエゾ素子が印加圧力に応じて電気信号を出力し、その電気信号を電子回路で処理して検出圧力に応じたデジタルデータを送出する。したがって、アナログ信号のA/D変換、さらに電圧出力のためにD/A変換等に伴う変換誤差の問題がない。
The
図2に示したように圧力スイッチ10の操作パネルにはデジタル圧力表示器10jの各表示部11,12が配設されている。各表示部11,12は設定操作時に各種設定値を表示したり、冷却用温度制御システムの低圧圧力(測定圧力)を表示したりする。表示部11には低圧圧力の測定値(PV)が青色で表示され、表示部12には設定値(SV)が青色で表示される。また、操作パネルには操作スイッチ10hのアップダウン操作子13、機能選択操作子14、決定操作子15が配設され、さらに、減圧状態を表示するLED表示灯16a、加圧状態を表示するLED表示灯16b、運転状態を表示するLED表示灯17a、警報状態を表示するLED表示灯17b、がそれぞれ配設されている。なお、LED表示灯16a,17aは青色で点灯し、LED表示灯16b,17bは赤色で点灯される。
As shown in FIG. 2, the
図3はデジタル圧力表示器10jの各LED素子aを駆動する回路の一例であり、マイコン10aからの制御信号がインバータbを介してスイッチ回路cに供給され、基準電圧+5Vの抵抗Rによる分圧がLED素子aに印加されて点灯する。この抵抗Rの抵抗値は、LED素子aの色(種類)によって設定される。次表1はLED素子aの種類に対応する表示回路の定数表であり、抵抗Rの抵抗値、点灯時の順方向電圧及び点灯時の順方向電流を示している。
FIG. 3 shows an example of a circuit for driving each LED element a of the
上表からも解るように、赤色と青色の場合には抵抗Rの抵抗値は同じであるが緑色の場合には異なっている。したがって、従来のように、LED素子として赤色LED素子と緑色LED素子とを用いる場合に比べて、実施例のように青色7セグメントLEDによると抵抗Rの抵抗値が赤色LEDの場合も、青色LEDの場合も同じ値で良いので、部材の手配が簡素化されるとともに、緑色に比べて視認性も改良され、さらに赤色/緑色と比べて電流値が小さいので著しい省エネ効果がえられる。 As can be seen from the above table, the resistance value of the resistor R is the same in the case of red and blue, but is different in the case of green. Therefore, as compared with the case where a red LED element and a green LED element are used as LED elements as in the prior art, a blue 7-segment LED as in the embodiment, even when the resistance value of the resistor R is a red LED, the blue LED In this case, the same value may be used, so that the arrangement of the members is simplified, the visibility is improved as compared with the green color, and the current value is smaller than that of the red / green color.
図4は実施例の冷却用温度制御システムの構成図である。この実施例では、1台の圧縮機1、1台の凝縮器2に対して、4台の蒸発器41〜44とそれに対応する電動式膨脹弁31〜34とにより冷凍サイクルが構成されている。電動式膨脹弁駆動部51〜54は、後述する制御装置91〜94の信号を受けて電動式膨脹弁31〜34を開閉操作し、弁開度を制御する弁駆動部である。広義では、電動式膨脹弁31〜34に包含されるものである。各蒸発器41〜44には、それぞれ制御装置91〜94が接続されている。なお、以下、各制御装置91〜94には、蒸発器41〜44の出口側の温度センサ61〜64と入口側の温度センサ71〜74が接続されている。また、各制御装置91〜94の内の親機としての制御装置91はパーソナルコンピュータ100に接続されるとともに、この親機の制御装置91には庫内温度センサ8が接続されている。蒸発器41〜44の出口側には実施形態の圧力スイッチ10が接続されており、この圧力スイッチ10と各制御装置91〜94は通信端子を介して通信ケーブル200で接続されている。また、親機の制御装置91と圧力スイッチ10の通信端子には終端抵抗Rが接続されている。なお、図に破線で示したように、蒸発器41〜44の出口側及び入口側の温度センサ61〜64,71〜74は、親機の制御装置91だけに接続されてもよい。なお、図において圧力スイッチ10は、冷凍サイクルの配管中と通信線接続中との2箇所に図示してあるが、この圧力スイッチ10は同じ位置に設置される1つのものである。
FIG. 4 is a configuration diagram of the cooling temperature control system of the embodiment. In this embodiment, with respect to one compressor 1 and one
この冷却用温度制御システムでは、各制御装置91〜94は蒸発器出口の蒸発圧力に基づいて電動式膨脹弁31〜34の弁開度を制御する。このため、圧力スイッチ10において、操作スイッチ10hから、冷凍サイクルにおけるMOP設定値、低圧カット設定値を入力設定され、これらの設定値はEEPROM10dに記憶される。そして、圧力スイッチ10からこれらの設定値と、検出圧力データが制御装置91〜94に送信され、制御装置91〜94で、これらの設定値と検出圧力データに基づいて各制御装置91〜94に対応する電動式膨脹弁31〜34の開度が制御される。このとき、各制御装置91〜94は、検出圧力データによる検出圧力が、MOP設定値>検出圧力>低圧カット設定値となるように弁開度を制御する。
In this cooling temperature control system, each control device 91-94 controls the valve opening degree of the electric expansion valves 31-34 based on the evaporation pressure at the evaporator outlet. For this reason, in the
ここで、MOP設定値及び低圧カット設定値を入力設定する場合、図2に示した操作パネルで、機能選択操作子14を操作してMOP設定値、または低圧カット設定値の各設定モードを選択する。そして、アップダウン操作子13を操作して、MOP設定値、または低圧カット設定値を入力し、決定操作子15を操作することで設定が完了し、この設定された各設定値はEEPROM10dに記憶される。
Here, when the MOP set value and the low pressure cut set value are input and set, each setting mode of the MOP set value or the low pressure cut set value is selected by operating the
図5(A) は圧力スイッチ10から親機の制御装置91に対する送信データを示す図であり、検出圧力、MOP設定値、低圧カット設定値がそれぞれテキストデータとして送信される。図5(B) は親機の制御装置91から子機の制御装置92〜94に対する送信データを示す図であり、上記同様な検出圧力、MOP設定値、低圧カット設定値の他に、庫内温度、弁開度のデータもテキストデータとして送信される。なお、これらのデータは、テキストスタート、テキストエンド、チェックサム等のデータとともに送受信される。このように、圧力スイッチ10はデータをデジタルデータとして通信により出力するので、圧力データの送信時に誤信号がなく複数台の制御装置に共通に接続することができる。
FIG. 5A is a diagram showing transmission data from the
10 圧力スイッチ
10a マイコン
10e 通信インタフェース
10g 圧力センサ
10h 操作スイッチ
10j デジタル圧力表示器
11,12 表示部
13 アップダウン操作子
14 機能選択操作子
15 決定操作子
91〜94 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
設定器と、
記憶手段と、
演算処理手段と、
デジタル圧力表示器と、
演算処理手段による算出データを通信によりデジタル信号として出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする圧力スイッチ。 A pressure sensor that sends digital data from a single-chip semiconductor pressure sensor that processes an electrical signal detected by a piezoresistive element in response to an applied pressure in an electronic circuit;
A setting device;
Storage means;
Arithmetic processing means;
A digital pressure indicator;
Output means for outputting calculation data by the arithmetic processing means as a digital signal by communication; and
A pressure switch characterized by comprising:
該デジタル圧力表示器に少なくとも低圧の圧力データを表示するときに青色表示するようにしたことを特徴とする請求項1記載の圧力スイッチ。 Using a blue 7 segment LED for the digital pressure indicator,
2. The pressure switch according to claim 1, wherein when the pressure data of at least a low pressure is displayed on the digital pressure indicator, a blue color is displayed.
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