JP2009525457A - 冷却剤流れ制御装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は少なくとも、圧縮装置(1)、凝縮装置(2)、膨張装置(7)、蒸発装置(9)ならびに液体貯留空間(10)からなる冷却または加熱装置に関する。本発明は本質的に冷却剤凝縮液中の泡発生検知用の電子泡検知装置(4)からなる制御装置を特徴とする。泡検知装置(4)は凝縮装置(2)の出口近傍に、またはその出口配管に取り付けられ、該泡検知装置(4)は電気的に制御される膨張装置(7)と電気接続状態にある。泡検知装置(4)は膨張装置(7)に信号を出す。凝縮装置液体内のガス泡は、登録ガス泡総量/泡検知装置(4)によって分析された信号が凝縮液中の泡の存在に関する設定信号値を越える場合、冷却剤フロースルーを断つかまたは減らすかのどちらかである膨張装置の電気検査装置(7)に信号があるように制御装置に作用する。ガス泡量が存在しないかまたは事前設定信号値より少ない場合には、膨張装置(7)は冷却剤フロースルーを増やす膨張装置の電気検査装置(7)に泡検知装置(4)からの信号を出す。
【選択図】図３

Description

本発明は少なくとも圧縮装置、凝縮装置、膨張装置ならびに蒸発装置を含む冷却あるいは加熱装置に関する。本発明はまた冷却または加熱制御方法にも関する。
冷却と加熱の調節制御用に数多くの様々な装置が市販されている。蒸発装置および凝縮装置中の熱伝達の最適化を行うための数多くの解決法が採用されている。しかしながら、採用される装置は複雑であることが多いと同時に容積が大きい上に、このため不必要に高価につく。装置の規模や複雑性によりまた制御速度やその有効性が期待されるよりも低くなることになる。一部上述の欠点を有するこれまでに知られるいくつかの装置が以下に簡単に説明される。
特許文献１では電気検査装置と圧縮装置に接続される泡検知感知器により凝縮装置ファンにおける圧力制御弁を制御する装置が公開されている。流れ調節膨張弁は流れ制御弁である。
ＵＳ５３３３４６９
特許文献２には電気検査装置と圧縮装置に接続される泡検知感知器により制御装置ファンを制御する装置が公開されている。流れ調整膨張弁は標準のサーモスタット弁である。
ＵＳ５３４１６４９
先行する技術においては、増幅装置に接続される泡検知感知器を利用して試験器具による監視を可能にする複数の装置が知られている。例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６を参照されたい。
ＵＳ ４１３８８７９ ＵＳ ５０７２５９５ ＵＳ ５９７４８６３ ＵＳ ３９７４６８１
特許文献７にはそのエジェクターの吹付けノズルが圧縮装置の後ろに配置される感知器によって制御される圧力感知器によって制御されるエジェクター装置が挙げられている。装置の流れは圧力感知器により制御される。
ＵＳ ２００４／０２５５６１３ Ａ１
特許文献８にはまた圧力制御によるエジェクター制御装置も挙げられている。
ＵＳ ２００４／０２１１１９９ Ａ１
特許文献９には、凝縮装置圧力と装置の凝縮側との間の圧力差制御によるエジェクターのパイロット弁制御装置が挙げられている。これらの先行技術における装置に関する問題は、これらには有効なエネルギー利用に重要な凝縮装置中ならびに蒸発装置中の冷却剤に関する量が最適ではないという点にある。
ＵＳ ２００４／００４０３４０ Ａ１
従って、単純かつ柔軟な方法で上記装置を改善する装置へのニーズがある。
本発明の目的は膨張装置を通る通路上でガスの膨張時に凝縮液中に生ずるガスにより凝縮液の代わりに不必要な電力ロスが生じた後、熱が吸収されるという問題の解決にある。
本発明のもうひとつの目的は未凝縮ガスが膨張装置に到達しないように凝縮装置または熱交換器からの液体流れの制御に関する問題の解決にある。
前記目的は冷却剤ガス泡の発生検知用の電子泡検知装置が凝縮装置出口内またはその近傍に、あるいは凝縮装置後の膨張装置前に配置される冷却剤凝縮液配管上に取り付けられ、この場合に、冷却剤凝縮液中に泡を検知すると、冷却剤フロースルーを遮るかあるいは弱めるために電子泡検知装置から膨張装置に信号があることを概ね特徴とする冷却と加熱装置を通じて達成される。これによって、冷却剤凝縮液が膨張装置に到達する時点でガス泡が殆どあるいは全く存在しないように膨張装置の開口が十分に得られる。
本発明はまた凝縮装置出口内あるいは近傍におけるかまたは凝縮装置後でかつ膨張装置前に配置される冷却剤凝縮液配管上の冷却剤ガス泡の発生検知、ならびに、冷却剤凝縮器が膨張装置に到達する時点でガス泡が殆どあるいは全く存在しないよう膨張装置の開口が十分に得られるようにガス泡の検知時点において冷却剤フロースルーを遮るかまたは弱めるための信号の膨張装置への送信の段階からなる冷却または加熱の装置に関する制御の方法にも関する。
以下において、本発明は非限定的にかつ付録の図面を参照して例示的に説明される。
図３には加熱、冷却あるいは冷凍装置用装置が示されている。これらの装置は配管、冷却剤、圧縮装置1、凝縮装置2、電気検査装置付きの膨張装置7、蒸発装置9、液体貯留空間10、エジェクターポンプ装置8、液体スーパークーラー/エコノマイザー5、１本以上の信号線を経由して電気検査装置付き膨張装置7に制御信号を与えるよう設計される電子泡検知装置4から構成される。この説明における例示によって、検査コップ3および検査コップ6により制御装置の制御関数に関する結果の視覚表示が可能となり、電子泡検知装置4前の検査コップ3により冷却剤凝縮液中の泡の存在が明らかにされると同時に、検査コップ6により電子泡検知装置4およびスーパークーラー5後の冷却剤の凝縮液中にガス泡のない透明な液体が明らかにされる。
熱交換器5は電気泡検知装置4の前あるいは後ろに位置する凝縮液用のスーパークーラーであり、このスーパークーラーにより凝縮液からの熱の回収と同時に冷却係数の上昇が可能となる。液体貯留用の空間は収集配管または蒸発装置における空間のどちらかから構成可能である。熱交換器5は凝縮装置熱交換機におけるスーパークーラー回路と置き換えることも可能である。
電気検査装置7付きの膨張装置が開く時に、凝縮冷却剤はエジェクター8を経由して媒体が膨張する装置の低圧側まで流れる。エジェクターポンプ8の吸入においては、液体貯留10用空間から接続される冷却剤液用の接続は配管である。
高圧時の冷却剤凝縮液が電気検査装置7付きの膨張装置を通過する場合、圧力低下に連動して冷却剤液の一部ガス化が生じた後、装置7のエジェクターノズルを高速で通過した液体ガス混合物が装置8上の吸入接続によって液体貯留10用の空間からの流体と混合される。次いでその後、前記液体ガス混合物と液体貯留用空間10からの液体とともに構成される混合物がさらに冷却器、冷凍器あるいは加熱装置のどちらかの冷却剤への熱摂取が生ずる蒸発装置9まで流れる。蒸発器9における冷却剤への熱付加は通常空中あるいは液体中で生じ、これによって、冷却剤液が熱を吸収すると同時に蒸発する。その後ガス/液体混合物は液体が主にガスから分離される液体貯留用空間10まで押し込まれる。
蒸発されなかった液体はエジェクターポンプ8を経由して液体貯留空間10から蒸発装置に戻る。
液体貯留空間において主として液体から分離されたガスは直接あるいはスーパークーラー5を経由するかいずれかで、後に冷却剤の凝縮が行われる凝縮装置2において冷却される、冷却剤ガスを圧縮する圧縮装置1に戻る。泡検知装置4はスーパークーラー5の後の膨張装置前7に配置することもできる。
凝縮装置2または熱交換器5を通る通路上ですべてのガスが凝縮されない場合は、熱放出はすべての冷却剤の完全凝縮の発生のためには十分ではなく、この事例では、凝縮装置2または熱交換器5後の冷却剤凝縮液中にガス泡が残った。
電子泡検知装置4はガス泡発生を検知するとともに、ガス泡の量が多すぎるためにフロースルーを遮るか弱めるかする電気検査装置7付きの膨張装置に信号を与えると同時に、その後この装置4は透明の液体又はガス泡量の減少が検知される時に流れを良くするための信号を電気検査装置7付きの膨張装置に与える。
図１および図２では、好ましい実施例による装置4および7が示されている。
ガス泡の検知は冷却剤におけるガス泡検知用の任意の技術を利用して例えば上記引用文献記載の感知器を利用して行われる。
本発明による装置により有効な冷却剤制御が提供される。
こうして本発明により、凝縮装置2または熱交換器5からの冷却剤流れ中のガス泡が、泡検知信号を分析すると同時に、所要のフロースルーが得られる電気検査装置7付きの制御装置の膨張装置向けに必要な制御信号への変換を生じさせる電子泡検知装置4によって検知されることが暗に示される。
電気検査装置付き膨張装置は、開口が電気加熱器あるいは電気検査装置の設置されたエジェクターポンプ装置中のノズルのどちらかによって制御される場合のサーモスタット式膨張弁であってもよい。本発明は7および8が本発明の目的を変えずに骨組が含まれる場合のエジェクターポンプ機能と組み合わせることが可能である。本発明は本発明の目的を変えずにまた冷却剤循環用の電気循環ポンプとの、またエジェクターポンプ装置の別の付属品との組み合わせも可能である。
代替解決方案によると本装置にはタイマーが提供される。泡検知装置による泡の検知と同時に膨張装置の開口の大きさが縮小されるよう手配されて該泡検知装置は作動解除される。泡検知後ある一定時間が経過した後、泡検知機能が再び作動するまで開口は拡大が可能である。ガス泡の量がまだ多すぎる場合には膨張装置の開口は再び縮小される。タイマーによって設定された時間は泡検知装置によって検知されるガス泡量によって決めることも可能である。
本発明により凝縮装置の凝縮出力を減少させずにスーパークーラー熱も回収することが可能となる。
本発明によって、液体流れは電子膨張弁のような既知の制御弁構造を利用して調節可能である。冷却装置/ヒートポンプ装置における液体流れはエジェクターポンプ装置に一体化される電子膨張弁により制御可能である。
本発明のある実施例によると、冷却装置/加熱装置における液体流れは、電気検査装置付きでかつ電子泡検知装置からの制御信号を伴う膨張装置により制御可能であり、本装置は凝縮装置と電気検査装置付きの膨張装置間の液体配管に取り付けられるのが好ましく、泡検知装置は凝縮装置の冷却剤出口前に取り付けられても良い。
本発明のある実施例によると、液体流れはエジェクターポンプ機能と流れ制御向けに設計される電気検査装置付きの膨張弁の制御信号発生設備が設置された電子泡検知装置から構成される制御装置により制御可能である。
本発明により流れ制御用の吸入ガスを過熱させる必要なく冷却剤についての蒸発面の提供が可能となる。本発明は作用媒体として冷却剤の蒸発/凝縮を利用した冷却および加熱装置に適用可能である。本発明による流れ制御用の本装置用の制御は、ピストン圧縮装置、スクリュー圧縮装置、スクロール圧縮装置、遠心力圧縮装置、回転圧縮装置、あるいはその他の圧縮装置、ならびに蒸発/凝縮による熱交換用のあらゆるタイプの冷却剤を採用するエアコン、ヒートポンプ、処理や器具冷却装置、冷凍装置、といったあらゆるタイプの冷却装置に応用可能である。
本発明は上述のかつ付録図面で例示された実施例に限定されないことは当然である。このため特許請求項に挙げられた保護領域から逸脱せずに特に異なる部品の性質に関してあるいはまた匹敵する技術を利用した修正の実施が可能である。
本発明による好ましい実施例による制御装置。 図１とは異なる位置における本発明による好ましい実施例による制御装置。 電子泡検知装置およびに蒸発冷却剤の凝結を伴う冷却/加熱装置に取り付けられた冷却剤流れ向けの電気検査装置付きの膨張装置に接続される信号線を伴った本発明による制御装置。
符号の説明
1 圧縮装置
2 凝縮装置
3 目視検査用検査コップ
4 電子泡検知装置
5 液体スーパークーラー熱交換器
6 目視検査用検査コップ
7 電気検査装置付き膨張装置
8 エジェクターポンプ装置
9 蒸発装置
10 液体貯留空間

Claims (11)

  1. 少なくとも圧縮装置、凝縮装置、膨張装置ならびに蒸発装置からなる冷却または加熱装置であって、冷却剤ガス泡発生検知用電子泡検知装置が含まれ、該泡検知装置が前記凝縮装置出口あるいはその近傍にあるいは前記凝縮装置後の前記膨張装置前に配置される冷却剤凝縮液配管に取付けられることを特徴とし、冷却剤凝縮液が前記膨張装置に到達する時にガス泡が殆どあるいは全く存在しないように前記膨張装置の十分な開口が得られるよう、前記冷却剤凝縮液中の泡検知時の前記電子泡検知装置が冷却剤フロースルーを遮るかあるいは弱めるために前記冷却剤凝縮液中の泡検知時の前記電子泡検知装置が前記膨張装置に信号を発生させるよう改造される冷却または加熱装置。
  2. 電子泡検知装置が前記冷却剤凝縮液中に泡が不在の状態において、冷却剤流れを良くするかあるいは増加させるため該装置から前記膨張装置に信号を発生させるよう改造される請求項１に記載の冷却または加熱装置。
  3. 前記膨張装置に電気検査装置が設置されることならびに前記電子泡検知装置が泡を検知すると同時に、冷却剤のフロースルー用の前記膨張装置の開口の度合いを効果的に操作するために前記膨張装置の電気検査装置に電気信号を発生させるよう改造されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却または加熱装置。
  4. 前記膨張装置の電気検査装置がその電源用ならびに前記電子泡検知装置からの信号の受信用の電気回路に接続されることを特徴とする請求項３に記載の冷却または加熱装置。
  5. 前記電子泡検知装置がその電源用ならびに前記膨張装置の電気検査装置に必要とされる信号発生用の電気回路に接続されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の冷却または加熱装置。
  6. 前記電子泡検知装置に前記膨張装置の電気検査装置に対する信号制御用の構成を可能にする設備が設置されることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれかに記載の冷却または加熱装置。
  7. 前記電気検査装置付きの膨張装置がエジェクターポンプに接続される流れ制御装置から構成されることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれかに記載の冷却または加熱装置。
  8. 該装置にガス泡検知時に前記膨張装置の開口の大きさが低減されるために手配される時間の設定のために設置されるタイマー手段が設置されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の冷却または加熱装置。
  9. 前記泡検知装置が熱交換器出口内にまたはその近傍にあるいは前記熱交換器後の前記膨張装置前に位置する前記冷却剤凝縮液配管上に取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の冷却または加熱装置。
  10. 凝縮装置出口内またはその近傍、あるいは前記凝縮装置後の膨張装置前に配置される冷却剤凝縮液配管における冷却剤ガス泡発生の検知、ならびにガス泡の検知時において冷却剤凝縮液が前記膨張装置に到達する時にガス泡が殆どあるいは全く存在しないように前記膨張装置の開口が十分に得られるために、冷却剤のフロースルーを遮るかあるいは弱めるための前記膨張装置への信号の送信、の段階を含む前記凝縮装置および前記膨張装置を備える冷却あるいは加熱装置における冷却剤流れの制御方法。
  11. さらにガス泡が検知されない場合に、冷却剤流れの通りを良くするかまたは増加させるための前記膨張装置への信号の送信の段階が含まれる請求項１０に記載の方法。
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