JPS6034037B2 - 冷媒流量制御装置 - Google Patents

冷媒流量制御装置

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JPS6034037B2
JPS6034037B2 JP12104379A JP12104379A JPS6034037B2 JP S6034037 B2 JPS6034037 B2 JP S6034037B2 JP 12104379 A JP12104379 A JP 12104379A JP 12104379 A JP12104379 A JP 12104379A JP S6034037 B2 JPS6034037 B2 JP S6034037B2
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JP
Japan
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temperature
temperature sensor
voltage
expansion valve
valve
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JP12104379A
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JPS5644566A (en
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博 藤枝
賢一郎 今須
昭 中沢
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍サイクルに用いられる冷煤流量制御装置に
関し、特に膨張弁に、電気信号によってその弁開度が調
節可能な機構を有する膨張弁を使用した冷煤流量制御装
置に関する。
冷凍サイクルは例えば第1図のように通常構成される。
1は圧縮機、2は凝縮器、3は膨脹弁、4は蒸発器であ
る。膨張弁3は蒸発器4の入口部及び出口部に設けた第
1、第2の温度センサによって検出された冷煤温度の差
に応じて膨張弁3の弁開度を制御する制御回路により制
御され、蒸発器4の入出口間の温度差を一定に保つよう
になっている。温度センサとしては、温度を抵抗値に変
換する類のもの、電圧に変換する類のものがあるがいず
れであっても、電気信号に変換できるものであればよい
。膨張弁3としては例えば第2図に示す構成をもったも
のがある。弁枠3A内に、弁3B、弁座3C、流入ボー
ト3D、流出ボート3Eを有し、冷媒は流入管3Fより
、流入ボート3D、弁座3Cと弁3Bとの間隙、流出ボ
ート3Eを経て流出管3Gを経て流出する。弁駆動部は
ケース3日内に収納され、バイメタル3i、バイメタル
3iを変位させるための電気ヒータ3i、スプリング3
Kより成る。電気ヒータ3iの給電線は接続端子3L、
3Mを介して外部へ引出される。このような構成で、圧
縮機1が運転中は、第1の温度センサで検出する温度T
,と第2の温度センサで検出する温度T2との差(T2
−T,)が所定の温度よりも低ければ、制御回路6は電
気ヒータ3iの通電量を減じる信号を出力し、これによ
り膨張弁3の弁関度が減じ、これにより冷煤流量が減ぜ
られ、これにより、T2一T,が増加する。
逆にL−T,が所定温度より高ければ、制御回路6によ
り膨張弁3の弁開度が増す方向へ制御され、冷媒流量が
増し、T2一T.が低下する。このような動作によって
、T2−T,を略々一定値に保ち、これにより、蒸発器
出口の過熱度を略々一定に保て)。しかしこのような装
置では、圧縮機1が長時間停止した後で始動した場合、
以下のような問題が発生する。
停止中は、蒸発器4の入口出口温度T,とT2はほぼ等
しくなっていてT2−T,ニ0である。このため制御回
路6は膨張弁3の弁開度を閉じる方向の出力を出すため
、弁が閉じた状態から始動すれば、弁は永久に開かない
ことになる。すなわち始動時に於いて膨張弁3の弁が開
かないことがあるばかりか、開いた状態からスタートし
ても、制御回路6は弁を閉じる方向の出力を出して、弁
を閉じてしまうことになる。このようなことがあれば、
冷凍サイクルが正常に動作し得ないことは明白である。
本発明は前記した従来例の欠点を解消した、新規な制御
回動を有する冷煤流量制御装置を提供せんとするもので
ある。
以下図面を用いて本発明の説明をする。第3図は本発明
の一実施例の冷凍サイクル概略構成図である。
第1図と同一符号は同一物を示し、第1図の冷凍サイク
ルとサイクル的には同一である。相違する点は、凝縮器
中間に第3の温度センサ5Cを設けたこと、それに応じ
て制御回路7が変更ごれ、新たに設けたことである。制
御回路7は、圧縮機1の始動後第3の温度センサ5Cで
検出する凝縮器2の冷煤温度が所定の値、すなわち温度
センサ5Cの電気信号が所定の値に達するまで膨張弁3
に対して全開信号を出力し、その後は、第1の温度セン
サ5A、第2の温度センサ5Bの各電気信号の差に応じ
た信号を出力する。制御回路7は例えば第4図に示す回
路で実現できる。第4図には、冷凍サイクルをルームエ
アコンに適用した場合の電気回路例もあわせて示す。8
は商用電源、9はスイッチ、10は利用側送風ファンモ
ータ、11はルームサ−モ、12は圧縮機1用モータ、
13は熱源側送風ファンモータである。
スイッチ9を閉じ、ルームサーモ11が閉じると、送風
ファンモー夕10,13が始動し、圧縮機モータ12が
始動し、冷凍サイクルの運転が開始し、冷房運転が開始
する。冷房運転により室温が低下し、ルームサーモ11
がオフすると、圧縮機モーター2、熱源側送風ファンモ
ータ13が停止し、冷凍サイクルの停止となり、冷房運
転が停止する。制御回路7はルームサーモ11がオンし
ているときのみ給電され、以下のように構成する。70
は直流電源で、トランス70A、ダィオード70B,コ
ンデンサ70D,70Eで構成し、その出力電圧は十V
ccと−Vccである。
5A,5Bは第1、第2の温度センサとしてのサーミス
タで本実施例では同一特性をもつものである。
71は抵抗で、蒸発器入口温度T,と出口温度T2との
差T2一T,の所定温度△Tを与える。
もしも(T2一T,)=△Tならば、サーミスタ5Bの
抵抗値と抵抗71の抵抗値を加えたものが、サ−ミスタ
5Aの抵抗値と等しくなり、点Aの電圧VAはゼロVと
なる。もしも(T2−T,)>△Tならば、サーミスタ
5Bの抵抗値と抵抗71の抵抗値を加えたものは、サー
ミスタ5Bの抵抗値よりも小さくなり、点Aの電圧V^
は正電圧となる。逆に(L−T,)<△Tなら、点Aの
電圧V^は負電圧となる。すなわち、蒸発器4の入口出
口温度T,,T2の温度差は電気信号としての電圧V^
に変換させる。72は増幅器で、点Aの電圧V^を比例
倍する。増幅器72は抵抗72A,728オベアンプ7
2Cで構成するとともに、オベアンプ72C出力保護用
抵抗72Dを有する。73はバッファであって、増幅器
72の出力電圧を入力電圧とし、この入力電圧と出力電
圧とを等しくするバッファである。
バッファ73はオベアンプ73A、限流抵抗73B、ト
ランジスタ73Cで構成され、その出力はトランジスタ
73Cのコレクタ電圧である。今直流電源70の電圧を
、十Vcc,−Vccとすると、バッファ入力電圧Vi
Bに対しその出力電圧はViBとなり、電気ヒータ3j
の印加電圧VHは、VH=(Vcc−ViB)となる。
すなわち、ViBが低くなれば、ヒータ3iの印加電圧
は増し、その発熱量は大となり、バイメタル3iの変位
量大となり、弁開度は増加する。ViBが高くなれば、
ヒータ3iの印加電圧は小となり、弁関度は減少する。
5Cは第3の温度センサとしてのサーミスタで、抵抗7
4とで電源電圧を分割して点Bの電圧VBを得る。
サーミス夕5Cの所定の温度Tcは、抵抗74で与えら
れる。すなわち温度Tcのときのサーミスタ5Cの抵抗
値Rcと、抵抗74の抵抗値R74とを等しくすれば、
サ−ミスタ5Cの温度LがTcのときは、点Bの電圧V
Bはゼロとなり、Tcよりも低ければ、負電圧となり、
T,cよりも高ければ、正電圧となる。75は点Bの電
圧VBを入力とするレベル判定器で、オベアンプ75A
、ダイオード75B、75Cで横成する。
VB>0なら、オベアンプ75Aの出力はHiとなり、
ダイオード75Cを介して、VBをVccにつり上げる
。VB<0なら、オベアソプ75A出力はLoとなり、
ダイオード75Bを介して、バッファ73の入力電圧を
−Vccに引込む。次に第4図の回路の動作を、第5図
のタイミングチャートを参照して説明する。同図イは蒸
発器4の入口温度T.と出口温度T2の差T2−T,、
口は凝縮器温度T3、ハはオベアンプ75A出力、二は
電気ヒータ3i印加電圧VH、木は膨張弁3の弁開度を
示す。時刻tCでルームサーモ11がオンするが、それ
以前の状態は、L一T,がほぼゼロで、T3は低く、ヒ
ータ印加電圧VHは0で、弁開度も0%である。オベア
ンプ75A出力はHiでもLoでもない。時刻tぐでル
ームサーモ11がオンすると、T3くTcであるため、
VBく0となり、オベァンプ75C出力は山となり、バ
ッファ73の入力電圧が−Vccとなり、ヒータ印加電
圧VHは2Vccとなる。これにより弁開度は全開方向
へと動作するが、応答遅れのため、すぐには全開となら
ない。圧縮機1の始動により、凝縮器温度T3が上昇す
るとともに、膨張弁3の開動作による蒸発器4への袷媒
の流入により蒸発器4の温度差L−T,が大きくなる。
時刻tlで、弁関度が開きすぎたための蒸発器4内で冷
媒が完全に蒸発しされなくなって再び温度差はゼロ方向
へ減少する。時刻t2で弁関度は全開となる。時刻t3
で、凝縮器温度T3が、所定温度Tcに達し、VB〉0
となり、オベアンプ75A出力はHiとなり、バッファ
73の入力電圧は、増中器72の出力電圧となり、ヒー
タ印加電圧VHは温度差T2一T,に応じて制御される
ようになり、弁開度が制御されるようになる。以下弁関
度の温度差T2−T,による制御により、蒸発器4の冷
煤流量が制御され、T2−T,が△Tになるよう制御さ
れる。以上の説明では、弁開度が全開となる時点t2以
前のtlで、L−T,が減少し始めるが、全開動作をt
3まで続行するのであるが、これは凝縮器温度T3の所
定温度Tcの適当な選択により、tl以前あるいはt2
以前にすることもできる。このようにして、冷凍サイク
ル始動後、安定動作にはいったことを凝縮器温度により
判定し、それ以前は膨張弁の弁関度を蒸発器入口出口の
温度差に無関係に全開とする信号を制御回路が出力する
ので、極めて安定した冷凍サイクルの始動ができるとと
もに、始動時の温度状態から定常状態への移行が円滑に
行なわれるという効果がある。以上の説明では、膨張弁
3としては、第2図に示す構造のものを用いたが、他に
比例電磁弁や可逆モータ等の電気信号を用いる弁駆動部
を有するものであればどのようなものであってもよい。
また第1の温度センサ5Aは蒸発器4の入口部に設けた
が、蒸発器4内の冷煤温度がほとんど変化しないことを
考慮すればその中間部でもよいことは明白である。また
第3の温度センサは、凝縮器内温度変化がほとんどない
ことから、入口部に設けてもよい。なおサーミスタ5A
,5Bの非線形性が問題になる場合は、サーミスタAに
直列、並列、または直並列に抵抗を接続したもので、第
3図の回路のサーミスタを置換すればよい。以上詳述し
たように本発明によれば、凝縮器温度が所定の値すなわ
ち凝縮器に設けた温度センサの電気信号が所定の値に達
するまでは、冷凍サイクル始動後、膨張弁の弁開度を全
開にする信号を制御回路が出力することによって極めて
安定した始動が可能になるとともに、冷凍サイクルが安
定した後に前記全開動作が終了するので、始動時の過渡
状態から定常状態への移行が円滑に行なわれる優れた効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従釆の冷凍サイクル概略構成図、第2図は膨張
弁の一例の断面図、第3図は本発明の一実施例の冷凍サ
イクル概略構成図、第4図は本発明の一実施例の制御回
路図、第5図イ、口、ハ、二、ホは動作説明用タイミン
グチャート図である。 1・・・・・・圧縮機、2・・・・・・凝縮器、3・・
・・・・膨張弁、4・・・・・・蒸発器、5A・・・・
・・第1の温度センサ、5B・・・・・・第2の温度セ
ンサ、5C・・・・・・第3の温度センサ、7・・・・
・・制御回路、75・・・・・・レベル判定器。 第1図第2図第3図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電気信号によつてその弁開度が調節可能な機構を具
    備する膨張弁と、蒸発器の入口部乃至中間部に設けられ
    た冷媒温度を電気信号に変換する第1の温度センサと、
    蒸発器出口部に設けた第2の温度センサと、凝縮器入口
    部乃至中間部に設けた第3の温度センサと、前記第1の
    温度センサと第2の温度センサの各々の電気信号の差に
    応じて前記膨張弁の弁開度を制御する電気信号を出力し
    、前記電気信号の差を一定値に保つとともに、圧縮機始
    動時には前記第3の温度センサの電気信号が所定値に達
    するまで前記膨張弁を全開とする電気信号を出力する制
    御回路とからなる冷媒流量制御装置。
JP12104379A 1979-09-20 1979-09-20 冷媒流量制御装置 Expired JPS6034037B2 (ja)

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JPS5644566A JPS5644566A (en) 1981-04-23
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JPS6354699A (ja) * 1986-08-25 1988-03-09 株式会社デンソー 車両用安全確認装置

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