JPH0225090Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は空気調和機に係り、特に冷凍サイクル
中に介設される膨脹弁の開度誤差を解消すること
ができ、正確な弁開度制御を行なうことができる
空気調和機に関する。

（従来の技術） 一般に、空気調和機として、その冷凍サイクル
中に外部より弁開度を自由に制御することができ
る膨脹弁を介設したものが知られている。

この膨脹弁の弁開度は、冷凍サイクルを最適な
安定状態に導くために吐出ガスの温度などの検出
要因の値によつて時々刻々に制御が行なわれてい
る。

ところで、この制御においては、その制御値を
検出、決定する制御部は電子回路等によつて極め
て精密に行なわれているが、しかしながら被制御
体である膨脹弁がメカニカルな構造物であるため
に、長時間の制御の実行の結果、機械的動作手段
（パルスモータ等）のスリツプ等の動作要因によ
つて弁開度に誤差が発生し、正確な流動制御がで
きない場合があつた。

この場合、フイードバツク制御を行なうことも
考えられるが、これは複雑な制御系統が必要にな
り、装置自体も高価になつて小型の冷凍サイクル
の制御方式としては不適当である。

（考案が解決しようとする課題） 本考案は以上のような問題点に着目し、これを
有効に解決すべく創案されたものである。

本考案は、長時間の制御の実行の結果生ずる弁
開度の誤差を解消することができ、正確な弁開度
制御を行なうことができる空気調和機を提供する
ことを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本考案は、冷凍サイクル中に膨脹弁を介設し、
この膨脹弁の最適な設定弁開度を吐出ガス温度等
の検出信号によつて算出し、設定開度まで駆動さ
せるようにした空気調和機において、運転中弁を
基準弁開度まで一旦戻した後、算出した設定弁開
度まで駆動させる膨脹弁駆動制御手段を設けて構
成している。

（作用） 本考案によれば温度センサから入力される吐出
ガス温度の検出信号に基づき、膨脹弁の最適な設
定弁開度を算出し、膨脹弁駆動制御手段により弁
を一旦基準弁開度まで戻した後、算出された設定
弁開度まで駆動させるので、弁開度の誤差をなく
すことができる。

（実施例） 以下、本考案の好適一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

第１図は本考案の好適一実施例に係る空気調和
機を示す概略平面図、第２図は本考案の要部に係
る膨脹弁駆動制御手段を示すブロツク線図であ
る。

図示する如く冷凍サイクル１には室外熱交換器
２、分流キヤピラリ３、比例制御式膨脹弁４、室
内側熱交換器５及び切換弁６がそれぞれ順次介設
されており、この切換弁６には圧縮機７が並列に
介説されている。尚、図示例にあつては冷房状態
を示している。圧縮機７の突出側には吐出ガスの
温度を検出するための温度センサ８が設けられて
おり、これからの検出信号９を本考案の特長とす
る膨脹弁駆動制御手段１０へ伝達するようになつ
ている。この膨脹弁駆動制御手段１０は第２図に
示す如く温度センサ８からの検出信号９の増幅等
を行なう温度検出部１１と、圧縮機７の運転を制
御する圧縮機制御駆動部１２と、この駆動部１２
から発する圧縮機運転信号１３と上記温度検出部
１１から温度信号１４とを受けて最適な設定弁開
度を算出する演算部１５と、演算部１５から発す
る駆動信号１６により膨脹弁４の弁を駆動する例
えばステツプモータなどを含む機械要素部品より
なる膨脹弁駆動部１７とにより構成されている。

演算部１５は、マイクロコンピユータを含む電
子回路で構成されており、制御中に膨脹弁４の弁
を一旦基準弁開度まで戻してその後、設定弁開度
まで弁を駆動させる駆動信号１６等を発するよう
になつている。この信号は例えば所定時間の間隔
毎に或いは弁開度を変える毎に行なうようにする
とよい。

ここで、基準弁開度としては弁の全閉状態或い
は弁開度最大である全開状態を採用し、この状態
より算出された設定弁開度まで弁を駆動すること
によりそれまでに発生していた弁開度の誤差を解
消し得るようになつている。

また、演算部１５にあつては、制御の結果の弁
開度状態を常時記憶するようになつており、所定
（一定）の時間間隔毎に前述した如く誤差を解消
すべく弁調整動作を行なう場合には、弁開度を一
旦基準開度に戻した後、設定弁開度（記憶弁開
度）まで弁を作動させることにより、この設定弁
開度と実際の弁開度とを一到させ得るようにして
もよい。

尚、上記実施例にあつては、検出要素として吐
出ガス温度を検知しているが、これに限らず蒸発
器の温度等を検知するようにしてもよい。

このような構成においては、圧縮機７の吐出側
に設けた温度センサ８からの吐出ガス温度の検出
信号９は膨脹弁駆動制御手段１０に入力され、こ
こで演算処理して最適な設定弁開度を算出し、弁
を一旦基準弁開度まで戻した後、上記設定弁開度
まで駆動させて実際の弁開度を誤差のないものと
する。

ここで、この操作を定期的に一定時間間隔ごと
に行なう場合について説明する。

まず、温度センサ８からの検出信号９が膨脹弁
駆動制御手段１０の温度検出部１１へ入力され、
ここで増幅等がなされて温度信号１４となつて演
算部１５へ入力される。この演算部１５にあつて
は、この温度信号１４と、圧縮機制御駆動部１２
から入力される圧縮機運転信号１３とにより最適
な設定弁開度が算出される。この算出された設定
弁開度に応じて駆動信号１６が発せられ、これを
受けた膨脹弁駆動部１７（例えばステツプモータ
ーなど）が回転して膨脹弁４の弁を駆動させ、弁
開度を変化させる。

また、これと同時に上記設定弁開度が演算部１
５にて記憶され、後述する開度誤差を解消する弁
調整動作の際に参照されることになる。

上述のごとき何回かの弁操作により、次第に実
際の弁開度と設定弁開度とに誤差が生ずることに
なるが、所定時間経過すると弁調整動作が行なわ
れるので、上記誤差は解消される。すなわち、弁
調整動作の時間がくると、弁を全開或いは全閉し
て基準弁開度まで一旦戻し、そして設定弁開度
（記憶弁開度）まで再び弁を動作させる。

尚、この一連の動作は演算部１５より膨脹弁駆
動部１７に向けて発せられる駆動信号１６によつ
て行なわれるのは勿論である。

以上のような所定時間ごとに弁調整する操作の
経過を第３図に示すフローチヤート及び第４図の
実際の弁開度と記憶弁開度（設定開度）とを示す
グラフに基づいて詳述する。

第４図中実線は真の制御値である設定弁開度
（記憶弁開度）を示し、破線は弁の現実の弁開度
を示している。第１回の弁調整動作点Ａから第２
回目の弁調整動作点Ｂまでの時間間隔と同一間隔
で以後の弁調節動作が行なわれる。

まず、ステツプ１０１で演算部１５に入力され
た温度信号１４等に基づき設定弁開度を算出し
て、これと現在記憶されている弁開度とを比較演
算処理して弁を開閉するか否かを決定する。
「NO」の場合には一定時間の経過した後、再度
同様な検討がなされる。

「YES」の場合にはステツプ１０２に進み弁
を開いて開度を増すのか或いは弁を閉じて開度を
減らすのかの検討がなされる。そして、「NO」
（閉じる）の場合も、「YES」（開く）の場合も、
ステツプ１０３に進みともにその開閉度合が算出
される。

次に、ステツプ１０４に進み、この開閉度合に
応じて駆動信号１６が発せられ、膨脹弁駆動部１
７により弁の開閉が実施される。そして、ステツ
プ１０５に進み演算部１５は、この新たな設定弁
開度（現実の弁開度と少し誤差が生じている）を
記憶する。

次に、ステツプ１０６に進み弁の誤差調整動作
を行なうべき時間か否かの判断がなされ、「NO」
の場合には再度のステツプ１０１に戻ることにな
る。

この操作を所定時間（第１回の弁調整動作点Ａ
から第２回の弁調整動作点Ｂまでの時間）の間、
何回か繰り返している間に図示する如く現実の弁
開度と設定弁開度（記憶弁開度）との間に誤差が
生ずることになる。

尚、記憶弁開度は弁の開閉操作を行なう毎に順
次更新されていく。

そして、ステツ１０６において所定時間経過し
第２回の弁調整動作を行なうべき時間となるとス
テツプ１０７に進み次のような弁調整動作が実施
される。

まず、弁が基準弁開度まで作動し（図示例にあ
つては全閉状態を基準弁開度として採用してい
る）次に、その際の設定弁開度（記憶弁開度）に
合わせて再度弁を駆動させる。このような動作を
行なうことにより今まで発生していた誤差を一挙
に解消することができ、実際の弁開度と記憶され
ていた設定弁開度とを精密に一致させることがで
きる。

このように、一定時間間隔毎に弁を全開或いは
全閉して基準弁開度とし、それから再度弁を設定
弁開度（記憶弁開度）まで作動させるようにした
ので、累積した誤差を一挙に解消でき、現実の弁
開度とを一致させることができる。

次に弁開度を変えるごとに弁調整する操作の経
過を更に、第５図に示すフローチヤート及び第６
図の実際の弁開度と記憶弁開度（設定開度）とを
示すグラフに基づいて詳述する。

まず、ステツプ２０１で演算部１５に温度セン
サ８からの温度信号の入力があるかどうか判断し
ていて、入力があるとステツプ２０２に進み入力
された温度信号１４等に基づき設定弁開度を算出
して、ステツプ２０３に進みこれと現在記憶され
ている弁開度とを比較演算処理してステツプ２０
４に進み、弁を開閉するか否かを決定する。

「NO」の場合にはステツプ２０１に戻り再度
同様な検討がなされる。

「YES」の場合にはステツプ２０５に進み弁
調整動作が実施される。

まず、弁が基準弁開度まで作動し（図示例にあ
つては全閉状態を基準弁開度として採用してい
る）、次に、その際の設定弁開度（記憶弁開度）
に合わせて再度弁を駆動させる。このような弁調
整動作を終了するとステツプ２０６に進み、演算
部１５に新たな設定弁開度が記憶され、再びステ
ツプ２０１に戻り、同様な動作を繰り返す。

このように弁を制御することにより実際の弁開
度と算出される設定弁開度とを常時精密に一致さ
せることができる。従つて、冷凍サイクル内を流
れる冷媒量を確実に制御でき、冷凍サイクルを最
適な安定状態に維持することができる。

〔考案の効果〕

以上要するに、本考案によれば、次のような優
れた効果を発揮することができる。

(1) 膨脹弁の機械要素によつて発生する誤差を解
消することができ、正確な弁開度制御を行なう
ことができる。

(2) 従つて、冷凍サイクル中に常時最適な冷媒量
が流れ、冷凍サイクルを安定状態に維持するこ
とができる。

(3) また一定時間間隔毎に弁調整する場合には累
積する弁開度の誤差を一挙に解消すできる。

(4) また、弁開度を変える毎に弁調整する場合に
は常時弁開度に誤差がないものとするが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適一実施例に係る空気調和
機を示す概略平面図、第２図は本考案の要部に係
る膨脹弁駆動制御手段を示すブロツク線図、第３
図は所定時間ごとに弁調整させる場合の制御フロ
ーチヤート、第４図は同制御における実際の弁開
度と設定弁開度（記憶弁開度）、第５図は弁開度
を変えることに弁調整させる場合の制御フローチ
ヤート、第６図は同制御における弁開度を示すグ
ラフである。 １…冷凍サイクル、４…膨脹弁、８…温度セン
サ、１０…膨脹弁駆動制御手段、１１…温度検出
部、１２…圧縮機制御駆動部、１５…演算部、１
７…膨脹弁駆動部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 冷凍サイクル中に開閉自在に膨脹弁を介設
   し、この膨脹弁の最適な設定弁開度を吐出ガス
   温度等の検出信号によつて算出し、前記設定弁
   開度まで駆動させるようにした空気調和機にお
   いて、運転中、弁を基準弁開度まで一旦戻した
   後前記算出した設定弁開度まで駆動させる膨脹
   弁駆動制御手段を設けたことを特徴とする空気
   調和機。 (2) 前記膨脹弁駆動制御手段が、所定時間の間隔
   ごとに前記膨脹弁の弁を基準弁開度まで一旦戻
   すようにしたことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の空気調和機。 (3) 前記膨脹弁駆動制御手段が、弁開度を変える
   ごとに前記膨脹弁の弁を基準弁開度まで一旦戻
   すようにしたことを特徴とする実用新案登録請
   求第１項記載の空気調和機。