JP3190110B2 - 冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置 - Google Patents
冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置Info
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- JP3190110B2 JP3190110B2 JP12441892A JP12441892A JP3190110B2 JP 3190110 B2 JP3190110 B2 JP 3190110B2 JP 12441892 A JP12441892 A JP 12441892A JP 12441892 A JP12441892 A JP 12441892A JP 3190110 B2 JP3190110 B2 JP 3190110B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車用冷房装置な
どの冷凍サイクルにおいて、冷媒の充填量の不足を検出
するための冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置に関す
る。
どの冷凍サイクルにおいて、冷媒の充填量の不足を検出
するための冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】冷凍サイクル中に充填（封入）される冷
媒の量は、冷凍能力に大きく影響するので、適正な量に
保つことが必要とされる。
媒の量は、冷凍能力に大きく影響するので、適正な量に
保つことが必要とされる。
【０００３】冷媒の充填量が過大な場合には、冷凍サイ
クルの高圧側の圧力が高くなって冷凍効率が悪くなる
が、過大充填は、高圧配管に高圧圧力スイッチを取り付
けることによって比較的容易に検出することができる。
クルの高圧側の圧力が高くなって冷凍効率が悪くなる
が、過大充填は、高圧配管に高圧圧力スイッチを取り付
けることによって比較的容易に検出することができる。
【０００４】一方、冷媒の充填量が少なすぎる場合に
は、冷凍能力が低下して低圧配管の蒸発器出口側におけ
る過熱度が大きくなり、高圧配管内を流れている冷媒中
に含まれる蒸気量が極端に増加する。
は、冷凍能力が低下して低圧配管の蒸発器出口側におけ
る過熱度が大きくなり、高圧配管内を流れている冷媒中
に含まれる蒸気量が極端に増加する。
【０００５】そこで従来は、冷媒サイクルの高圧配管内
に、冷媒の流れによって回転駆動される回転子を設け、
その回転子の回転数が基準値より大きくなったときに冷
媒の充填量が不足したものとしていた。
に、冷媒の流れによって回転駆動される回転子を設け、
その回転子の回転数が基準値より大きくなったときに冷
媒の充填量が不足したものとしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】冷媒の流量は蒸発器入
口側の気温の変化によって大きく変動し、気温が低けれ
ば流量は少なくなる。
口側の気温の変化によって大きく変動し、気温が低けれ
ば流量は少なくなる。
【０００７】したがって、上述のような従来の冷媒充填
量不足検出装置では、例えば冬期になると、回転子の回
転数が全体に夏期に比べて著しく小さくなって感度が低
下するので、冷媒の充填量不足を正確に検出することが
できなくなってしまう欠点がある。
量不足検出装置では、例えば冬期になると、回転子の回
転数が全体に夏期に比べて著しく小さくなって感度が低
下するので、冷媒の充填量不足を正確に検出することが
できなくなってしまう欠点がある。
【０００８】そこで本発明は、蒸発器入口側の気温の変
動にかかわらず冷媒充填量不足を正しく検出することが
できる冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置を提供するこ
とを目的とする。
動にかかわらず冷媒充填量不足を正しく検出することが
できる冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置は、冷
凍サイクルの高圧配管内の冷媒の流れによって回転駆動
される回転子と、上記回転子の回転数を検出するための
回転数検出手段と、上記高圧配管内の冷媒の圧力を検出
するための冷媒圧力検出手段と、上記回転数検出手段で
検出された上記回転子の回転数を上記冷媒圧力検出手段
で検出された圧力で除してその値を予め設定された基準
値と比較し、上記除算値が上記基準値を越えたとき、上
記冷凍サイクル中に充填された上記冷媒の充填量が不足
したことを示す信号を出力する充填量不足判定手段とを
設けたことを特徴とする。
め、本発明の冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置は、冷
凍サイクルの高圧配管内の冷媒の流れによって回転駆動
される回転子と、上記回転子の回転数を検出するための
回転数検出手段と、上記高圧配管内の冷媒の圧力を検出
するための冷媒圧力検出手段と、上記回転数検出手段で
検出された上記回転子の回転数を上記冷媒圧力検出手段
で検出された圧力で除してその値を予め設定された基準
値と比較し、上記除算値が上記基準値を越えたとき、上
記冷凍サイクル中に充填された上記冷媒の充填量が不足
したことを示す信号を出力する充填量不足判定手段とを
設けたことを特徴とする。
【００１０】なお上記冷媒圧力検出手段が、上記高圧配
管内の冷媒圧力の代用として冷媒温度を検出し、上記充
填量不足判定手段においては、上記回転数検出手段で検
出された上記回転子の回転数が上記冷媒温度によって除
されるようにしてもよい。
管内の冷媒圧力の代用として冷媒温度を検出し、上記充
填量不足判定手段においては、上記回転数検出手段で検
出された上記回転子の回転数が上記冷媒温度によって除
されるようにしてもよい。
【００１１】
【作用】高圧配管内には通常は液状状態の冷媒（冷媒
液）が流れているが、冷媒の充填量が過少になると、流
れている冷媒液の中に含まれる蒸気の量が増加する。す
ると、蒸気量の増加に伴って回転子の回転数が極端に大
きくなる。ただし、蒸発器入口側の気温が下がると、回
転子の回転数は全体に小さくなる。
液）が流れているが、冷媒の充填量が過少になると、流
れている冷媒液の中に含まれる蒸気の量が増加する。す
ると、蒸気量の増加に伴って回転子の回転数が極端に大
きくなる。ただし、蒸発器入口側の気温が下がると、回
転子の回転数は全体に小さくなる。
【００１２】しかし、蒸発器入口側の気温が下がると、
それに伴って高圧配管内の冷媒圧力も相当に低下するの
で、回転子の回転数を冷媒圧力で除した値は気温が変化
しても大きくは変動しない。したがって、回転子の回転
数を冷媒圧力で除した値を基準値と比較することによっ
て、気温の変動から受ける影響が小さくなる。
それに伴って高圧配管内の冷媒圧力も相当に低下するの
で、回転子の回転数を冷媒圧力で除した値は気温が変化
しても大きくは変動しない。したがって、回転子の回転
数を冷媒圧力で除した値を基準値と比較することによっ
て、気温の変動から受ける影響が小さくなる。
【００１３】そして、飽和状態の冷媒の圧力変化と温度
変化とは比例関係に近い関係なので、冷媒の圧力の代用
として冷媒の温度を検出し、その検出温度で回転子の回
転数を除した値を基準値と比較することにより、冷媒充
填量不足を気温の変動に影響されずに、より容易に検出
することができる。
変化とは比例関係に近い関係なので、冷媒の圧力の代用
として冷媒の温度を検出し、その検出温度で回転子の回
転数を除した値を基準値と比較することにより、冷媒充
填量不足を気温の変動に影響されずに、より容易に検出
することができる。
【００１４】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図１は、
自動車の冷房装置などに用いられる冷凍サイクルを示し
ており、冷凍サイクル中には冷媒（例えばＲ１２）が充
填されている。圧縮機１で高圧に圧縮された冷媒は凝縮
器２で熱を放出して液化され、液状状態になった冷媒
（冷媒液）は受液器３に一時的に貯留される。
自動車の冷房装置などに用いられる冷凍サイクルを示し
ており、冷凍サイクル中には冷媒（例えばＲ１２）が充
填されている。圧縮機１で高圧に圧縮された冷媒は凝縮
器２で熱を放出して液化され、液状状態になった冷媒
（冷媒液）は受液器３に一時的に貯留される。
【００１５】そして、受液器３から出た冷媒液は膨張弁
４で断熱膨張して蒸発器５に入り、そこで熱を吸収して
気化され、圧縮機１へ戻される。６は、膨張弁４の動作
を制御するための感温筒。７は、冷媒の圧力を検出する
ために受液器３に取り付けられた圧力スイッチである。
４で断熱膨張して蒸発器５に入り、そこで熱を吸収して
気化され、圧縮機１へ戻される。６は、膨張弁４の動作
を制御するための感温筒。７は、冷媒の圧力を検出する
ために受液器３に取り付けられた圧力スイッチである。
【００１６】凝縮器２と膨張弁４との間の高圧配管８内
には、冷媒の流れによって回転駆動される回転子１０が
回転自在に設けられている。なお、回転子１０は、図１
に実線で示されるように、受液器３より上流側に取り付
けてもよいし、破線で示されるように、受液器３より下
流側に取り付けてもよい。
には、冷媒の流れによって回転駆動される回転子１０が
回転自在に設けられている。なお、回転子１０は、図１
に実線で示されるように、受液器３より上流側に取り付
けてもよいし、破線で示されるように、受液器３より下
流側に取り付けてもよい。
【００１７】回転子１０の近くには、高圧配管８内の冷
媒の圧力を検出するための圧力検出器２０が取り付けら
れている。ただし、冷媒圧力を直接検出する圧力検出器
を設けるとコストがかさむ。
媒の圧力を検出するための圧力検出器２０が取り付けら
れている。ただし、冷媒圧力を直接検出する圧力検出器
を設けるとコストがかさむ。
【００１８】そこで、高圧配管８内の飽和状態の冷媒の
圧力と温度の関係は図２に示されるように比例関係に非
常に近いことを利用して、圧力検出器２０の代用とし
て、この実施例では冷媒の温度を検出するサーミスタ
（以下「サーミスタ２０」という）を配置し、そのサー
ミスタ２０で冷媒温度を検出することによって圧力検出
の代用をしている。
圧力と温度の関係は図２に示されるように比例関係に非
常に近いことを利用して、圧力検出器２０の代用とし
て、この実施例では冷媒の温度を検出するサーミスタ
（以下「サーミスタ２０」という）を配置し、そのサー
ミスタ２０で冷媒温度を検出することによって圧力検出
の代用をしている。
【００１９】図３は、上述の回転子１０とサーミスタ２
０が設けられた部分を示しており、高圧配管８内の冷媒
の流れ中に直列に配置した真直な一対の整流羽根１１の
間に、螺旋状の羽根を有する回転子１０を、軸１０ａを
中心として回転自在に設け、その回転子１０の外端部に
取り付けた永久磁石１２の回転動作を、ホール素子など
磁気感知素子１３によって検出するようにしている。
０が設けられた部分を示しており、高圧配管８内の冷媒
の流れ中に直列に配置した真直な一対の整流羽根１１の
間に、螺旋状の羽根を有する回転子１０を、軸１０ａを
中心として回転自在に設け、その回転子１０の外端部に
取り付けた永久磁石１２の回転動作を、ホール素子など
磁気感知素子１３によって検出するようにしている。
【００２０】したがって、冷媒の流れによって回転駆動
される回転子１０の回転数に対応するパルス電圧が磁気
感知素子１３から出力される。サーミスタ２０は、高圧
配管８の管壁の薄い部分に外面側から接触するように配
置されており、高圧配管８の管壁を介して内部の冷媒温
度がサーミスタ２０に検出される。
される回転子１０の回転数に対応するパルス電圧が磁気
感知素子１３から出力される。サーミスタ２０は、高圧
配管８の管壁の薄い部分に外面側から接触するように配
置されており、高圧配管８の管壁を介して内部の冷媒温
度がサーミスタ２０に検出される。
【００２１】図１に戻って、磁気感知素子１３からのパ
ルス信号出力は、デジタル／アナログ変換回路１５によ
ってアナログ電圧による回転数信号に変換される。一
方、冷媒温度によって変化するサーミスタ２０の抵抗値
は、抵抗値／電圧変換回路２１によって、やはりアナロ
グ電圧による温度信号（圧力信号の代用）に変換され
る。
ルス信号出力は、デジタル／アナログ変換回路１５によ
ってアナログ電圧による回転数信号に変換される。一
方、冷媒温度によって変化するサーミスタ２０の抵抗値
は、抵抗値／電圧変換回路２１によって、やはりアナロ
グ電圧による温度信号（圧力信号の代用）に変換され
る。
【００２２】両変換回路１５，２１からの出力信号は演
算回路２３に入力され、冷媒圧力の代用である冷媒温度
で回転子１０の回転数を除した値Ｂが演算される。そし
て、その値Ｂが比較回路２５に入力されて、そこで予め
設定された基準値と比較され、比較回路２５は、Ｂの値
が基準値より大きいときに冷媒の充填量不足信号を出力
する。
算回路２３に入力され、冷媒圧力の代用である冷媒温度
で回転子１０の回転数を除した値Ｂが演算される。そし
て、その値Ｂが比較回路２５に入力されて、そこで予め
設定された基準値と比較され、比較回路２５は、Ｂの値
が基準値より大きいときに冷媒の充填量不足信号を出力
する。
【００２３】そして、比較回路２５から出力された充填
量不足信号は、ランプ表示される警報器２６の駆動回路
２７に入力して警報器２６を点灯させる。ただし警報は
音を発するものでもよく、また、冷凍サイクルを停止さ
せてしまうような安全装置を併設してもよい。なお、基
準値は圧縮機１の回転数に連動して変化するようにして
もよい。
量不足信号は、ランプ表示される警報器２６の駆動回路
２７に入力して警報器２６を点灯させる。ただし警報は
音を発するものでもよく、また、冷凍サイクルを停止さ
せてしまうような安全装置を併設してもよい。なお、基
準値は圧縮機１の回転数に連動して変化するようにして
もよい。
【００２４】図４は、上記実施例のように構成された冷
凍装置の冷媒充填量不足検出装置の動作を示しており、
冷媒の正常な充填量は１kgになっている。Ｓ１，Ｐ１及
びＢ１は、蒸発器５入口の空気負荷が６０kcal／分で圧
縮機１の回転数が毎分８００回転（条件１）のときの、
回転子１０の回転数Ｓ、冷媒圧力Ｐ、及び回転数を圧力
で除した値Ｂを示しており、Ｓ２，Ｐ２及びＢ２は、蒸
発器５入口の空気負荷が１８０kcal／分で圧縮機１の回
転数が毎分３２００回転（条件２）のときの回転数Ｓ、
冷媒圧力Ｐ、及び回転数を圧力で除した値Ｂを示してい
る。
凍装置の冷媒充填量不足検出装置の動作を示しており、
冷媒の正常な充填量は１kgになっている。Ｓ１，Ｐ１及
びＢ１は、蒸発器５入口の空気負荷が６０kcal／分で圧
縮機１の回転数が毎分８００回転（条件１）のときの、
回転子１０の回転数Ｓ、冷媒圧力Ｐ、及び回転数を圧力
で除した値Ｂを示しており、Ｓ２，Ｐ２及びＢ２は、蒸
発器５入口の空気負荷が１８０kcal／分で圧縮機１の回
転数が毎分３２００回転（条件２）のときの回転数Ｓ、
冷媒圧力Ｐ、及び回転数を圧力で除した値Ｂを示してい
る。
【００２５】なお、回転数Ｓと圧力Ｐは、条件１のとき
に冷媒充填量が１kgの場合の値を「１」としてそれに対
する比で示してある。また、前述したとおり、冷媒圧力
Ｐはこの実施例では冷媒温度を検出して代用されてい
る。
に冷媒充填量が１kgの場合の値を「１」としてそれに対
する比で示してある。また、前述したとおり、冷媒圧力
Ｐはこの実施例では冷媒温度を検出して代用されてい
る。
【００２６】図４に示されるように、冷媒の充填量が正
常な１kgのときに、蒸発器５入口の気温が低い条件１の
ときと気温が高い条件２のときとで、回転子１０の回転
数Ｓの差△Ｓ≒３に比べて、回転数を冷媒圧力で除した
値Ｂの差△Ｂ≒１．８が大幅に小さくなっている。図５
は、空気負荷の大きさを横軸にとってその相違を示した
ものである。
常な１kgのときに、蒸発器５入口の気温が低い条件１の
ときと気温が高い条件２のときとで、回転子１０の回転
数Ｓの差△Ｓ≒３に比べて、回転数を冷媒圧力で除した
値Ｂの差△Ｂ≒１．８が大幅に小さくなっている。図５
は、空気負荷の大きさを横軸にとってその相違を示した
ものである。
【００２７】このように、蒸発器５入口側の気温の変化
による空気負荷の変動に対して冷媒の充填量不足の検出
信号の変化が小さいと、広い気温範囲において感度良く
冷媒の充填量不足を検出することができる。
による空気負荷の変動に対して冷媒の充填量不足の検出
信号の変化が小さいと、広い気温範囲において感度良く
冷媒の充填量不足を検出することができる。
【００２８】なお、上記実施例においては、冷媒圧力を
検出する代用として冷媒温度を検出しているが、圧力セ
ンサによって冷媒圧力を直接検出するようにしてもよい
ことはもちろんである。
検出する代用として冷媒温度を検出しているが、圧力セ
ンサによって冷媒圧力を直接検出するようにしてもよい
ことはもちろんである。
【００２９】また、回転数を圧力で除する際の「回転
数」及び「圧力」には、回転数の関数及び圧力の関数を
も含むものである。
数」及び「圧力」には、回転数の関数及び圧力の関数を
も含むものである。
【００３０】
【発明の効果】本発明の冷凍装置の冷媒充填量不足検出
装置によれば、回転子の回転数を冷媒圧力で除した値に
もとづいて冷媒の充填量不足が判定されるので、蒸発器
入口側の気温の変動から受ける影響が小さく、季節の変
化等にかかわらず冷媒充填量不足を正しく検出すること
ができる優れた効果を有する。
装置によれば、回転子の回転数を冷媒圧力で除した値に
もとづいて冷媒の充填量不足が判定されるので、蒸発器
入口側の気温の変動から受ける影響が小さく、季節の変
化等にかかわらず冷媒充填量不足を正しく検出すること
ができる優れた効果を有する。
【図１】本発明の実施例の全体構成図である。
【図２】飽和状態の冷媒の温度−圧力特性線図である。
【図３】本発明の実施例の部分断面図である。
【図４】本発明の実施例の動作を示す線図である。
【図５】本発明の実施例の動作を示す線図である。
１ 圧縮機 ５ 蒸発器 ８ 高圧配管 １０ 回転子 １３ 磁気感知素子 ２０ サーミスタ ２３ 演算回路 ２５ 比較回路
Claims (2)
- 【請求項１】冷凍サイクルの高圧配管内の冷媒の流れに
よって回転駆動される回転子と、 上記回転子の回転数を検出するための回転数検出手段
と、 上記高圧配管内の冷媒の圧力を検出するための冷媒圧力
検出手段と、 上記回転数検出手段で検出された上記回転子の回転数を
上記冷媒圧力検出手段で検出された圧力で除してその値
を予め設定された基準値と比較し、上記除算値が上記基
準値を越えたとき、上記冷凍サイクル中に充填された上
記冷媒の充填量が不足したことを示す信号を出力する充
填量不足判定手段とを設けたことを特徴とする冷凍装置
の冷媒充填量不足検出装置。 - 【請求項２】上記冷媒圧力検出手段が、上記高圧配管内
の冷媒圧力の代用として冷媒温度を検出し、上記充填量
不足判定手段においては、上記回転数検出手段で検出さ
れた上記回転子の回転数が上記冷媒温度によって除され
る請求項１記載の冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12441892A JP3190110B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12441892A JP3190110B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05322392A JPH05322392A (ja) | 1993-12-07 |
| JP3190110B2 true JP3190110B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=14884991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12441892A Expired - Fee Related JP3190110B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 冷凍装置の冷媒充填量不足検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3190110B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3603466B2 (ja) * | 1996-04-10 | 2004-12-22 | 株式会社デンソー | 空調装置の異常検出装置 |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP12441892A patent/JP3190110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05322392A (ja) | 1993-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| R250 | Receipt of annual fees |
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