JPH0560435A - 冷媒希釈度センサ - Google Patents
冷媒希釈度センサInfo
- Publication number
- JPH0560435A JPH0560435A JP22304191A JP22304191A JPH0560435A JP H0560435 A JPH0560435 A JP H0560435A JP 22304191 A JP22304191 A JP 22304191A JP 22304191 A JP22304191 A JP 22304191A JP H0560435 A JPH0560435 A JP H0560435A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- sensor
- light
- wavelength
- light receiving
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷凍サイクルを流れる冷媒の濃度を検出する
ことにより、コンプレッサの摺動部の損傷を防ぐ。 【構成】 円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂを同一線上
に間隔を置いて対向するように光軸支持具１６に配置し
たセンサ部１２と、発光モジュール１３と受光モジュー
ル１４とを備えた測定部１１と、測定部１１の発光モジ
ュール１３およびと受光モジュール１４をセンサ部１２
の円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂにそれぞれ接続する
光ファイバ１８，１９とを有する。
ことにより、コンプレッサの摺動部の損傷を防ぐ。 【構成】 円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂを同一線上
に間隔を置いて対向するように光軸支持具１６に配置し
たセンサ部１２と、発光モジュール１３と受光モジュー
ル１４とを備えた測定部１１と、測定部１１の発光モジ
ュール１３およびと受光モジュール１４をセンサ部１２
の円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂにそれぞれ接続する
光ファイバ１８，１９とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルを流れる
冷媒の濃度を検出することにより、コンプレッサの摺動
部の損傷を防ぐようにした冷媒希釈度センサに関する。
冷媒の濃度を検出することにより、コンプレッサの摺動
部の損傷を防ぐようにした冷媒希釈度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、空気調和機に組み込まれるコ
ンプレッサは、コンプレッサケースの内部に電動部およ
び圧縮部を配置するとともに、コンプレッサケースの底
部に冷凍機油溜り部を設け、冷凍機油溜り部の冷凍機油
を、油ポンプにより圧縮部の摺動部に圧送することで摺
動部の潤滑を行なうようにしている。また、空気調和機
の冷凍サイクルに封入される冷媒としては、冷凍機油と
よく溶け合う性質をもつフロン冷媒が使用されている。
ンプレッサは、コンプレッサケースの内部に電動部およ
び圧縮部を配置するとともに、コンプレッサケースの底
部に冷凍機油溜り部を設け、冷凍機油溜り部の冷凍機油
を、油ポンプにより圧縮部の摺動部に圧送することで摺
動部の潤滑を行なうようにしている。また、空気調和機
の冷凍サイクルに封入される冷媒としては、冷凍機油と
よく溶け合う性質をもつフロン冷媒が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】冷凍サイクルに封入さ
れるフロン冷媒は、冷凍機油とよく溶け合う性質を有す
るので、フロン冷媒が冷凍機油に多量に溶け込むと、冷
凍機油の粘度が低くなり、圧縮部の摺動部に送られる冷
凍機油の量が不足し、圧縮部の摺動部の潤滑不良を起こ
し、摺動部に損傷が生じてコンプレッサの運転停止を招
くことがある。
れるフロン冷媒は、冷凍機油とよく溶け合う性質を有す
るので、フロン冷媒が冷凍機油に多量に溶け込むと、冷
凍機油の粘度が低くなり、圧縮部の摺動部に送られる冷
凍機油の量が不足し、圧縮部の摺動部の潤滑不良を起こ
し、摺動部に損傷が生じてコンプレッサの運転停止を招
くことがある。
【０００４】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
で、冷媒と冷凍機油の混合体の冷媒希釈度（冷媒濃度）
を測定することで、冷凍機油への冷媒の溶け込み量を検
出し、これによりコンプレッサの摺動部の損傷を防ぐよ
うにした冷媒希釈度センサを提供することを目的とす
る。
で、冷媒と冷凍機油の混合体の冷媒希釈度（冷媒濃度）
を測定することで、冷凍機油への冷媒の溶け込み量を検
出し、これによりコンプレッサの摺動部の損傷を防ぐよ
うにした冷媒希釈度センサを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の冷媒希釈度セン
サは、円筒状集光レンズを同一線上に間隔を置いて対向
するように光軸支持具に配置したセンサ部と、発光モジ
ュールと受光モジュールとを備えた測定部と、測定部の
発光モジュールおよびと受光モジュールをセンサ部の円
筒状集光レンズにそれぞれ接続する光ファイバとを有し
て構成される。
サは、円筒状集光レンズを同一線上に間隔を置いて対向
するように光軸支持具に配置したセンサ部と、発光モジ
ュールと受光モジュールとを備えた測定部と、測定部の
発光モジュールおよびと受光モジュールをセンサ部の円
筒状集光レンズにそれぞれ接続する光ファイバとを有し
て構成される。
【０００６】
【作用】本発明の冷媒希釈度センサでは、同一線上に間
隔を置いて対向配置した円筒状集光レンズの間に位置す
る冷凍油と冷媒の混合液に発光モジュールからの測定光
（波長λS ）を通し、冷媒により透過率の低下した測定
光を受光モジュールに入射することで、冷媒の濃度を測
定し、これによりコンプレッサの摺動部の損傷を防ぐよ
うにする。
隔を置いて対向配置した円筒状集光レンズの間に位置す
る冷凍油と冷媒の混合液に発光モジュールからの測定光
（波長λS ）を通し、冷媒により透過率の低下した測定
光を受光モジュールに入射することで、冷媒の濃度を測
定し、これによりコンプレッサの摺動部の損傷を防ぐよ
うにする。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面につき説明す
る。図１において、符号１は冷凍サイクルを構成するコ
ンプレッサを示し、このコンプレッサ１のコンプレッサ
ケース２の内部には、電動部３および圧縮部４が配設さ
れ、コンプレッサケース２の底部には冷凍機油５を収容
する油溜り部６が形成され、油溜り部６に収容された冷
凍機油５は、付設した油ポンプ７により圧縮部４の図示
しない摺動部に適宜圧送され、摺動部を潤滑する。そし
て、上記コンプレッサ１には、冷凍サイクルを流れる冷
媒の濃度を検出するための冷媒希釈度センサ１０が取り
付けられている。
る。図１において、符号１は冷凍サイクルを構成するコ
ンプレッサを示し、このコンプレッサ１のコンプレッサ
ケース２の内部には、電動部３および圧縮部４が配設さ
れ、コンプレッサケース２の底部には冷凍機油５を収容
する油溜り部６が形成され、油溜り部６に収容された冷
凍機油５は、付設した油ポンプ７により圧縮部４の図示
しない摺動部に適宜圧送され、摺動部を潤滑する。そし
て、上記コンプレッサ１には、冷凍サイクルを流れる冷
媒の濃度を検出するための冷媒希釈度センサ１０が取り
付けられている。
【０００８】上記冷媒希釈度センサ１０は、測定部１１
とセンサ部１２の２つの部分から構成され、測定部１１
には、赤外線を発する発光モジュール１３と赤外線を受
ける受光モジュール１４とが設けられている。上記発光
モジュール１３としては、白色光源と狭帯域バンドパス
フィルタの組み合わせ、ＬＥＤ、レーザーダイオードが
選定され、上記受光モジュール１４としては、フォトマ
ルチプライヤ、光導伝セル、サーモパイル、フォトトラ
ンジスタが選定される。
とセンサ部１２の２つの部分から構成され、測定部１１
には、赤外線を発する発光モジュール１３と赤外線を受
ける受光モジュール１４とが設けられている。上記発光
モジュール１３としては、白色光源と狭帯域バンドパス
フィルタの組み合わせ、ＬＥＤ、レーザーダイオードが
選定され、上記受光モジュール１４としては、フォトマ
ルチプライヤ、光導伝セル、サーモパイル、フォトトラ
ンジスタが選定される。
【０００９】一方上記冷媒希釈度センサ１０のセンサ部
１２は、図２に示すように、全体形状を細長い円筒状と
し側壁に開口１５を設けた光軸支持具１６と、この光軸
支持具１６の両端部に光軸が同一線上に位置するように
対向配置された円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂとを有
し、一方の円筒状集光レンズ１７ａは光ファイバ１８を
介して発光モジュール１３に接続され、他方の円筒状集
光レンズ１７ｂは光ファイバ１９を介して受光モジュー
ル１４に接続されている。上記円筒状集光レンズは、屈
折率分布を持つ円筒状の集光レンズである。上記センサ
部１２は、コンプレッサケース２の底部に設けた油溜り
部６の液面５ａより下側の部位に配置され、冷媒の濃度
を検出する。
１２は、図２に示すように、全体形状を細長い円筒状と
し側壁に開口１５を設けた光軸支持具１６と、この光軸
支持具１６の両端部に光軸が同一線上に位置するように
対向配置された円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂとを有
し、一方の円筒状集光レンズ１７ａは光ファイバ１８を
介して発光モジュール１３に接続され、他方の円筒状集
光レンズ１７ｂは光ファイバ１９を介して受光モジュー
ル１４に接続されている。上記円筒状集光レンズは、屈
折率分布を持つ円筒状の集光レンズである。上記センサ
部１２は、コンプレッサケース２の底部に設けた油溜り
部６の液面５ａより下側の部位に配置され、冷媒の濃度
を検出する。
【００１０】図３は参照光（波長λR ）を用いた損失分
を補正する原理図を示し、この場合、発光モジュール１
３から出射光強度ＩoR（波長λR ）で発光した赤外線
は、円筒状集光レンズ１７ａから円筒状集光レンズ１７
ｂに至る間で損失分Ｄが生じ、受光モジュール１４に入
射光強度ＩR（波長λR ）で入射する。この参照光（波
長λR ）は、測定光（波長λS ）に近い波長であって、
冷媒による吸収がない場合の透過率が同じになるような
波長が選ばれる。
を補正する原理図を示し、この場合、発光モジュール１
３から出射光強度ＩoR（波長λR ）で発光した赤外線
は、円筒状集光レンズ１７ａから円筒状集光レンズ１７
ｂに至る間で損失分Ｄが生じ、受光モジュール１４に入
射光強度ＩR（波長λR ）で入射する。この参照光（波
長λR ）は、測定光（波長λS ）に近い波長であって、
冷媒による吸収がない場合の透過率が同じになるような
波長が選ばれる。
【００１１】図４は測定光（波長λS ）を用いた冷媒に
よって吸収される分を測定する原理図を示し、この場
合、発光モジュール１３から出射光強度Ｉｏs （波長λ
S ）で発光した赤外線は、円筒状集光レンズ１７ａから
円筒状集光レンズ１７ｂに至る間で損失分Ｄと冷媒吸収
分が生じ、受光モジュール１４に入射光強度Ｉs （波長
λS ）で入射する。
よって吸収される分を測定する原理図を示し、この場
合、発光モジュール１３から出射光強度Ｉｏs （波長λ
S ）で発光した赤外線は、円筒状集光レンズ１７ａから
円筒状集光レンズ１７ｂに至る間で損失分Ｄと冷媒吸収
分が生じ、受光モジュール１４に入射光強度Ｉs （波長
λS ）で入射する。
【００１２】上記測定における関係式を下式に示す。
【００１３】
【数１】 上式において、Ｉo は吸収のない場合の赤外線強度 Ｉ は吸収後の赤外線強度 Ｋ は吸収物質の赤外線吸収係数 Ｃ は吸収物質の濃度 ｌ は光路長さ（レンズ端面間距離） ここで、Ｋは定数、ｌは装置の寸法によって決まる定数
であるから、吸収のない場合の赤外線強度Ｉo と吸収後
の赤外線強度Ｉとを測定すれば、吸収物質の濃度は、下
式により求められる。
であるから、吸収のない場合の赤外線強度Ｉo と吸収後
の赤外線強度Ｉとを測定すれば、吸収物質の濃度は、下
式により求められる。
【００１４】
【数２】 しかして、冷媒希釈度センサ１０のセンサ１０を、コン
プレッサケースの底部の冷凍機油中に浸漬することで、
センサ部１２の光軸支持具１６に設けた開口１５から光
軸支持具１６内に冷凍機油が入り込み、対向配置された
円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂの端面間にこの冷凍機
油が満たされる。この場合、円筒状集光レンズ１７ａ，
１７ｂの端面間に位置するものが冷凍機油（たとえばス
ニソ社３ＧＳＤ）だけであれば、よこ軸を波長、たて軸
を透過率とすれば、透過率スペクトルは図５に示すよう
になる。また、円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂの端面
間に位置するものが冷凍機油（たとえばスニソ社３ＧＳ
Ｄ）と冷媒（たとえばＲ２２）との混合物であれば、よ
こ軸を波長、たて軸を透過率とすれば、透過率スペクト
ルは図６に示すようになる。
プレッサケースの底部の冷凍機油中に浸漬することで、
センサ部１２の光軸支持具１６に設けた開口１５から光
軸支持具１６内に冷凍機油が入り込み、対向配置された
円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂの端面間にこの冷凍機
油が満たされる。この場合、円筒状集光レンズ１７ａ，
１７ｂの端面間に位置するものが冷凍機油（たとえばス
ニソ社３ＧＳＤ）だけであれば、よこ軸を波長、たて軸
を透過率とすれば、透過率スペクトルは図５に示すよう
になる。また、円筒状集光レンズ１７ａ，１７ｂの端面
間に位置するものが冷凍機油（たとえばスニソ社３ＧＳ
Ｄ）と冷媒（たとえばＲ２２）との混合物であれば、よ
こ軸を波長、たて軸を透過率とすれば、透過率スペクト
ルは図６に示すようになる。
【００１５】ついで、参照光（波長λR ）を発光モジュ
ール１３から出射光強度ＩoRで発光すると、この参照光
（波長λR ）は、円筒状集光レンズ１７ａから円筒状集
光レンズ１７ｂに至る間で損失分Ｄが生じながら受光モ
ジュール１４に入射光強度ＩR （波長λR ）で入射す
る。つぎに、測定光（波長λS ）を発光モジュール１３
から出射光強度Ｉｏs で発光すると、この測定光（波長
λS ）は、円筒状集光レンズ１７ａから円筒状集光レン
ズ１７ｂに至る間で損失分Ｄと冷媒吸収分が生じながら
受光モジュール１４に入射光強度ＩS （波長λS ）で入
射する。この冷媒吸収分により透過率は低下し図６に示
すように谷間を形成する。すなわち、図５と図６を比較
すると、図６には、図５にはない谷間が存在し、この谷
間は、特定の波長で赤外線が冷媒Ｒ２２によって吸収さ
れていることを示す。この谷間の深さは冷媒の濃度に比
例し、谷間の深さが深くなるほど冷媒の濃度が大きくな
ることを示す。上記実施例では、冷凍油として３ＧＳ
Ｄ、冷媒としてＲ２２を用いたが、これ以外の冷凍油、
冷媒を用いてもよいのはもちろんであり、また、油と冷
媒の混合ではなく、各種混合液にも適用できる。
ール１３から出射光強度ＩoRで発光すると、この参照光
（波長λR ）は、円筒状集光レンズ１７ａから円筒状集
光レンズ１７ｂに至る間で損失分Ｄが生じながら受光モ
ジュール１４に入射光強度ＩR （波長λR ）で入射す
る。つぎに、測定光（波長λS ）を発光モジュール１３
から出射光強度Ｉｏs で発光すると、この測定光（波長
λS ）は、円筒状集光レンズ１７ａから円筒状集光レン
ズ１７ｂに至る間で損失分Ｄと冷媒吸収分が生じながら
受光モジュール１４に入射光強度ＩS （波長λS ）で入
射する。この冷媒吸収分により透過率は低下し図６に示
すように谷間を形成する。すなわち、図５と図６を比較
すると、図６には、図５にはない谷間が存在し、この谷
間は、特定の波長で赤外線が冷媒Ｒ２２によって吸収さ
れていることを示す。この谷間の深さは冷媒の濃度に比
例し、谷間の深さが深くなるほど冷媒の濃度が大きくな
ることを示す。上記実施例では、冷凍油として３ＧＳ
Ｄ、冷媒としてＲ２２を用いたが、これ以外の冷凍油、
冷媒を用いてもよいのはもちろんであり、また、油と冷
媒の混合ではなく、各種混合液にも適用できる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光を
使用するので応答速度が速く精度もよく、また、センサ
部が微小であるから、濃度の局部的変化までも測定でき
る。
使用するので応答速度が速く精度もよく、また、センサ
部が微小であるから、濃度の局部的変化までも測定でき
る。
【図１】本発明の冷媒希釈度センサの使用状態を示す図
【図２】本発明の冷媒希釈度センサのセンサ部を示す図
【図３】参照光（波長λR ）を用いた損失分を補正する
原理図
原理図
【図４】測定光（波長λS ）を用いた冷媒によって吸収
される分を測定する原理図
される分を測定する原理図
【図５】冷凍機油の赤外線透過率を各波長ごとに測定し
た図
た図
【図６】冷凍機油と冷媒との混合液の赤外線透過率を各
波長ごとに測定した図
波長ごとに測定した図
１ コンプレッサ １０ 冷媒希釈度センサ １１ 測定部 １２ センサ部 １３ 発光モジュール １４ 受光モジュール １６ 光軸支持具 １７ａ 円筒状集光レンズ １７ｂ 円筒状集光レンズ １８，１９ 光ファイバ
Claims (1)
- 【請求項１】円筒状集光レンズを同一線上に間隔を置い
て対向するように光軸支持具に配置したセンサ部と、発
光モジュールと受光モジュールとを備えた測定部と、測
定部の発光モジュールおよびと受光モジュールをセンサ
部の円筒状集光レンズにそれぞれ接続する光ファイバと
を有する冷媒希釈度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22304191A JPH0560435A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 冷媒希釈度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22304191A JPH0560435A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 冷媒希釈度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560435A true JPH0560435A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16791919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22304191A Pending JPH0560435A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 冷媒希釈度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560435A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011027390A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-02-10 | Daikin Industries Ltd | 冷媒濃度検出器 |
| JP2015190679A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機 |
| JP2021015121A (ja) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | 空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP22304191A patent/JPH0560435A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011027390A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-02-10 | Daikin Industries Ltd | 冷媒濃度検出器 |
| JP2015190679A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機 |
| JP2021015121A (ja) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | 空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法 |
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