JPS6045336B2 - 冷水設定点温度のための制御装置および作動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば遠心冷凍機のような機械的冷凍機に
関し、特に、機械的冷凍機のための自動制御装置および
その動作方法に関する。

機械的冷凍機は、一般に蒸発器または冷却器と、圧縮機
と、凝縮器を備えている。

多くの場合、冷媒は蒸発器を通して循環され、蒸発器内
に配設された冷水コイルを通して水が循環されそれによ
つて蒸発器内において水から冷媒へ熱が伝達されるよう
に構成されている。その後、この冷却された水を遠隔部
所へ循環させて冷凍負荷を充足することができる。冷媒
は水から熱を吸収することによつて蒸発する。圧縮機は
、その冷媒蒸気を蒸発器から抽出して圧縮し、それによ
つて昇温させ、凝縮器内へ送給する。冷媒は、凝縮器内
において凝縮、冷却され、再び蒸発器へ戻され蒸発器内
で次のサイクルが始まる。運転コストをできるだけ抑え
るためには、圧縮機のなす仕事量を、冷凍機にかかる冷
凍負荷を充足させるのに必要とされる仕事量に調和させ
ることが望ましい。

一般に、遠心冷凍機においてはそのような調和は圧縮機
内を通る冷媒蒸気の量を圧縮機と蒸発器の間に配置され
た複数の案内羽根により調節することによつて行われる
。それらの案内羽根は蒸発器内の冷水コイルから流出す
る冷水の温度に応答して全開位置と全閉位置の間で調節
されるようになされている。この冷水の温度が低下し、
冷凍負荷の減少が表示されると、案内羽根はその閉鎖位
置の方へ移動し、圧縮機内を流れる蒸気の量を減少させ
る。それによつて圧縮機に課せられる仕事量が減少され
、従つて、冷凍機を運転するのに必要なエネルギー量を
節減する。それ．と同時に、それはまた、蒸発器から流
出する冷水の温度を高める効果をも有する。反対に、蒸
発器から流出する冷水の温度が上昇し、冷凍負荷の増大
が表示されると、案内羽根は全開位置の方へ移動する。
その結果、圧縮機内を通る冷媒蒸気の量！を増大させる
。圧縮機のなす仕事量が増大し、蒸発器から流出する冷
水の温度を低下させ、増大した冷凍負荷に応答すること
ができるようにする。一般的には、圧縮機は蒸発器から
流出する冷水の温度を特定の即ち設定点温度に、あるい
はその４設定温度の一定の範囲内に維持する働きをする
。そのような温度範囲は、その装置の絞り範囲と称され
、冷凍機の制御系統に安定性を与える。その絞り範囲に
ついての詳しい説明は、１９６師５月１０日発行の米国
特許第３２５００８４号に記載されている。圧縮機、従
つて冷凍機をその容量の最大限以下で、即ち部分負荷状
態で運転させた場合、設定点温度を上ければ、冷凍機に
課せられる冷凍負荷を充足する能力を損うことなく、相
当大きなエネルギーの節約を達成することができる。

このようなエネルギーの節減が得られるのは、設定点温
度を引上げることにより、冷水を設定点温度またはそノ
の温度の絞り範囲内に維持するのに圧縮機がなさねばな
らない仕事量が減少されるからである。また、冷凍負荷
を充足することができるのは、設定点温度を過度に高く
上げない限り、冷水の温度はまだ、冷凍負荷から十分に
熱を吸収するに足るだ、けの低い温度に保たれているか
らである。従来は、冷水の設定点温度の自動制御は、幾
つかの周囲要素のうちの１つまたはそれ以上の要素に応
答して設定点温度を調節することによつて行われるのが
一般的であつた。しかし、それには大抵の場合、複雑で
高価な空気圧式または電気式制御装置を必要とする。従
つて、本発明の目的は機械的冷凍機を改良することにあ
る。

本発明の他の目的は機械的冷凍機のための制御系統を改
良することである。

本発明の更に他の目的は、冷凍機に課せられる冷凍負荷
の変動に応答して冷水の設定点温度を変更するための改
良された自動制御装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は機械的冷凍機の冷水設定点温度
の自動的に調節するためのものであつて、比較的構造が
簡単で、信頼性が高く、製造コストが安く、かつ、多く
の既存の冷凍機に容易に組込むことのできる制御装置お
よび作動方法を提供することである。

略述すれば、上記目的を達成するための本発明の冷水設
定点温度自動制御装置は、冷凍機の圧縮機がなす仕事量
の関数として発生させる第１制御電気信号の大きさを感
知するための手段と、圧縮機の仕事量の変化に応答して
設定点温度の可変成分が変化させるようにするために、
第１制御装置の大きさの変化に応答して設定点温度の可
変成分を表わす第２制御電気信号の大きさを変化させる
ための手段と、設定点温度の可変成分が変化する前に圧
縮機の仕事量が安定するようにするために第２制御装置
の大きさを変える操作を遅延させるための手段とから成
る。

本発明の叙上およびその他の目的および利点は、添付図
を参照して記述した以下の記載から一層明瞭になろう。

本発明を、遠心圧縮機を使用した機械的冷凍機（使用す
るのに特に適しているので、ここではそのような冷凍機
）に適用した場合と例にとつて説明する。本発明は、機
械的冷凍機一般に適用することができ、例えば往復圧縮
機を使用する冷凍機にも適用することができる。第１図
は、遠心冷凍機１０の概略図である。

冷凍機１０は蒸発器１２と、該蒸発器から冷媒蒸気を抽
出して圧縮し、冷媒蒸気の温度および圧力を高めるため
の圧縮機１１を備えている。次いで、圧縮機は、冷媒を
凝縮器１３内へ排出し、凝縮器内において該冷媒を該凝
縮器内の熱交換器１４内を通流する冷却液体によつて冷
却させる。冷媒は、凝縮器１３から膨脹制御器１５内を
通り、圧力および温度を低下されて蒸発器１２内へ流入
する。蒸発器１２内には一般に冷水コイルと称される熱
交換器コイル２０が配設されている。水またはその他の
熱伝達媒体は、導入管２１を通つてコイル２０内に流入
し、該コイル内を通つて排出管２２から流出する。この
水は冷水コイル２０内を通る間に蒸発器１２内の冷媒に
熱を伝達することによつて冷却されこの冷却された水を
蒸発器から遠隔部所へ送給して冷凍負荷を充足すること
ができる。圧縮機１１内を通る冷媒蒸気の量を調節する
ために、リンク機構２６によつて例えば可逆電動モータ
のような駆動手段２７に連結した複数の可動案内羽根２
５を圧縮機と蒸発器１２の間に配設してあり、これらの
構成要素２５，２６，２７が特許請求の範囲に述べた変
更手段を構成する。案内羽根２５は圧縮機がなす仕事量
、換言すれば、圧縮機に課せられる負荷を調整する。モ
ータ２７は、冷水コイル２０の排出管２２に連通した感
知器抵抗２８に電気的に接続してある。感知器２８は、
排出管２２内を通る冷水の温度を表わす電気信号を発生
する。感知器２８は、排出管２２内を通る冷水の温度に
比例して抵抗が増大するＮＴＣ可変抵抗器であることが
好ましいが、冷水の温度に反比例して抵抗が増大するＰ
ＴＣ抵抗器を使用してもよいことは当業者には明らかで
あろう。感知器としての抵抗器２８をモータ２７に接続
する電気回路は、第２図に図解的に示されている。この
回路は、＋Ｅｓと上ｓによつて表わされるＤＣ電圧で使
用するように設計してある。一般には■電圧は、容易に
利用することができず、ＡＣ電圧の方が利用し易いので
、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するための全波ダイオード
整流器を設けるのが普通である。そのような整流器は、
当該技術分野において周知であり、ここで説明する必要
はない。第２図に示された電気回路は、またＰＮＰトラ
ンジスタ３０および抵抗器３１を備えている。

トランジスタ３０のエミッタおよびコレクタおよび抵抗
器３１は、■電源の間で抵抗器２８と直列に接続されて
おり、これらの構成要素２８，３０，３１が請求の範囲
第１手段を構成し、その一部３０が第２手段を構成する
。これらの回路素子が協同して導線３２内に可変電圧信
号を発生させる。導線３２の電圧信号は抵抗器３４を通
して演算増幅器３３の第１入カへ印加される。演算増幅
器３３は、線３５，３６によつて接続されたＤＣ電源に
つて電力供給を受ける。演算増幅器３３の出力には第１
ダイオード３７および第２ダイオード３８を接続する。
ダイオード３７は、負電圧信号だけを通し、ダイオード
３８は正電圧信号だけを通す。ダイオード３７と直列に
リレーコイル３９を接続し、該コイルが付勢されると、
常開スイッチ４０を閉成する働きをするように構成する
。ダイオード３８と直列にリレーコイル４１を接続し、
該コイルぎ付勢されると、常開スイッチ４２を閉成する
ように構成する。可変電気モータ２７はスイッチ４０，
４２の−各々を通してＬｌ，Ｌ２によつて表わされるＡ
Ｃ電源に接続する。スイッチ４０が閉成されるとモータ
２７を作動させ、リンク２６を介して該モータに連結さ
れている案内羽根を全閉位置の方へ移動させる。反対に
、スイッチ４２が閉成されるとモーｊ夕２７を作動させ
、案内羽根２５を全開位置の方へ回動させる。リンク機
構２６には可変ポテンショメータ４４のワイパブレード
４３を移動自在に該構成要素４３，４４は請求の範囲の
第３手段を構成する。ポテンショメータ４４は固定抵抗
器４５，４６と直列をなして■電圧＋Ｅｓ，上ｓに接続
する。リンク機構２６は、案内羽根２５を移動させるの
と併行してワイパーブレード４３をも移動させ、ポテン
ショメータ４４の出力を変化させる。従つて、ポテンシ
ョメータ４４の出力電圧は、案内羽根２５の位置の関数
である。ポテンショメータ４４からの出力電圧は、導線
４７および抵抗器４８を通して演算増幅器３３の第２入
カへ供給される。

演算増幅器３３は、ポテンショメータ４４からの電圧信
号と導線３２の電圧信号とを比較する。前者が後者より
大きい場合は、増幅器３３の出力は負の極性となる。反
対に前者が後者より小さい場合は、増幅器の出力は正の
極性となる。増幅器の出力は、どちらの入力信号が大き
いかによつて、ダイオード３７か、ダイオード３８かを
通してスイッチ４０またはスイッチ４２のどちらかをを
閉成し、案内羽根２５を移動させてポテンショメータ４
４の電圧出力を変化させる。案内羽根２５の位置、従つ
てポテンショメータ４４の電圧出力は、ポテンショメー
タの電圧出力や導線３２の電圧信号に等しくなるまで変
化し続ける。ポテンショメータの電圧出力が導線３２の
電圧信号と等しくなると演算増幅器３３からの出力はゼ
ロになり、案内羽根２５は移動を停止し、冷凍機１０は
平衡状態に達する。上記演算増幅器３３が請求の範囲の
感知手段を構成する。可変ポテンショメータ４４の出力
電圧は、また、導線５０および抵抗器５１を通して抵抗
器５２とコンデンサ５３とから成るＲＣ回路網に入力側
へも供給される。ＲＣ回路網の入力側はまた、．抵抗器
４を介してＤＣ電圧源＋Ｅｓにも接続される。従つて、
ＲＣ回路網の入力電圧はポテンショメータ４４からの出
力電圧の一次関数である。ＲＣ回路網の出力は、その入
力に直線的に比例する最大値に達するまで指数関数的に
増大する。か．くして、当該技術分野においては周知の
ように、ＲＣ回路網はそれを通る電気信号に時間遅延を
生じさせる働きをする。抵抗器５２を可変抵抗器とし、
操作者が該抵抗器を調節することにより、ＲＣ回路網に
よつて与一えられる時間遅延を、冷凍機１０の運転条件
に鑑みて適正なものとなるように変更しうるようにする
ことが好ましい。

数秒から１紛以上に亘る範囲の可変遅延時間を制御装置
に組込むことができる。更にコンデンサ５３が過充電さ
れるのを防止するために、コンデンサ５３には、ＤＣ電
源＋Ｅｓを接地する導線５７に直列に配設した抵抗器５
５と５６から成る分圧器によつてつくり出される電圧に
よつてバイアスをかけるのが好ましい。ＲＣ回路網かの
出力は抵抗器５９を通して演算増幅器５８の第１の入カ
へ印加される。演算増幅器５８の第２入カへは、以下に
説明する基準信号が印加される。この基準信号はＲＣ回
路網からの”出力信号より大きく増幅器５８はこれらの
２つの信号の差を増幅する。演算増幅器５８は、導線６
０，６１を通して該増幅器に接続したＤＣ電源によつて
電流の供給を受ける。増幅器５８の演算および演算範囲
を制御するために、当該技術分野において周知のように
、コンデンサ６３を有するフィードバックループ６２を
設ける。演算増幅器５８からの出力は導線６４を通して
トランジスタ３０のベースへ送られる。トランジスタ３
０のエミッタおよびコレクタタは導線６５を通してＤＣ
電源＋Ｅｓへ接続されている。トランジスタ３０のベー
スも、導線６６および抵抗器６７を通してＤＣ電源＋Ｅ
ｓに接続されている。従つて、トランジスタ３０は演算
増幅器５８からの出力がないときは線６５内で閉成スイ
ッチとして機能し、該トランジスタのエミッタとコレク
タの間に電圧降下が生じないようにバイアスされている
。演算増幅器５８からの出力が存在する場合はその出力
がトランジスタ３０に及ぼす作用は、トランジスタ３０
のエミッタとコレクタの間で電圧降下を生じさせること
であり、該増幅器からの出力が増大すると、それに比例
して電圧降下が大きくなる。この制御信号は、本発明に
よれば以下に説明するように冷凍機１０に課せられる冷
凍負荷が減少するにつれて冷水の設定点温度を自動的に
上昇させるのに使用される。先に述べたように、その結
果、圧縮機１１のなす仕事量を減少させ、冷凍機の運転
コストおよびエネルギーを実質的に節減することができ
る。先に述べたように、トランジスタ３０のエミッタお
よびコレクタ、および抵抗器３１は、ＤＣ電源の間で抵
抗器２８と直列に接続しており、これらの素子は、協同
して導線３２内に可変電圧信号を発生させる。

抵抗器２８にかかる電圧降下の大きさは、蒸発器１２か
ら流出する冷水の温度の関数であり、設定点温度とは、
導線３２内の電圧信号がゼロになるような電圧降下を抵
抗器２８を通して発生させる冷水の温度であると定義す
ることができる。即ち、第２図を参照して説明すると、
蒸発器１２から流出する冷水の温度が設定点温度である
場合は、トランジスタ３０のエミッタとコレクタの間の
電圧降下と、抵抗器２８の前後の電圧降下を加えたもの
が、抵抗器３１にかかる電圧降下に等しくなる。蒸発器
１２から流出する冷水の温度が設定点温度を越えると、
トランジスタ３０のエミッタからコレクタへの電圧降下
と抵抗器２８にかかる電圧降下の和が抵抗器３１の前後
間の電圧降下により小さくなり、導線３２内に正極性の
電圧信号が発生する。反対に、蒸発器１２から出てくる
冷水の温度が設定点温度より低いときはトランジスタ３
０のエミッタからコレクタへの電圧降下と抵抗器２８の
前後間の電圧降下の和が抵抗器３１にかかる電圧降下よ
り大きくなり、導線３２内に負極性の電圧信号が生じる
。従つて、設定点温度は、抵抗器３１の電圧降下からト
ランジスタ３０のエミッターコレクタ間の電圧降下を差
引いたものによつて設定されるものであるとみなすこと
ができる。

ここでは、前者の電圧降下は、設定点温度の固定成分を
表わすものと称し、後者の電圧降下は、設定点温度の可
変成分を表わすものと称する。抵抗器３１は、例えばポ
テンショメータのような可変抵抗素子であることが好ま
しい。それによつて、操作者は、冷水の設定点温度の固
定成分を変更させるようにポテンショメータを選択的に
調節することができる。このように冷水の設定点温度か
つ固定成分は、変更することができるが、トランジスタ
３０のエミッターコレクタ間の電圧によつて表わされる
設定点温度と区別するために、ここでは前者を１固定ョ
成分と称することとする。第２図に示された制御回路が
どのようにして冷水の設定点温度を変更させるかという
ことをより明瞭に理解するために、今、冷凍機１０が安
定した状態で作動しており、その状態から冷凍機にかか
る冷凍負荷が減少する場合を考察する。

安定した状態においては、線３２内の電圧信号は、ポテ
ンショメータ４４の電圧出力と同じ値を有している。こ
の場合、演算増幅器３３からの出力はなく、モータ２７
は不作動状態にあり、案内羽根２５は静止している。こ
の状態を安定状態と称する、ここで留意しておきたいこ
とは、冷凍機が安定状態で作動するためには、蒸発器１
２から出てくる冷水の温度が設定点温度である必要はな
いことである。蒸発器から流出する冷水の温度と設定点
温度の差を表わす導線３２内の電圧信号がポテンショメ
ータ４４の電圧信号と同じ値を有している限り、安定状
態が得られる。冷凍負荷が減少するにつれて、それを反
映して蒸発器１２から流出する冷水の温度が低下する。

冷水の温度の低下は、抵抗器２８の抵抗を増大させる作
用をし、該抵抗器にかかる電圧降下を増大させる。その
結果、導線３２内の電圧信号を低下させ、それをポテン
ショメータ４４からの電圧信号より小さくする。演算増
幅器３３は、ポテンショメータ４４からの電圧信号を導
線３２内の電圧信号と比較する。

この時点では前者は後者より大きいから、増幅器３３の
出力は、負の極性を有している。この出力は、ダイオー
ド３７を通り、その結果、スイッチ４０が閉成される。
それによつて、モータ２７を作動させ、リンク機構２６
を介して案内羽根２５をその閉鎖位置の方へ移動させる
。羽根２５のこの移動により圧縮機１１にかかる負荷が
減少され、その結果、蒸発器１２から流出する冷水の温
度が上昇する。案内羽根２５をその閉鎖位置の方へ移動
させるリング機構２６の運動は、また同時に、ワイパブ
レード４３を第２図でみて時計方向に移動させ、ポテン
ショメータ４４の電圧出力を減少させる。このように、
圧縮機１１にかかる負荷が減少するにつれて、流出冷水
の温度が増大し、ポテンショメータ４４の電圧出力が減
少する。リンク機構２６、案内羽根２５、およびワイパ
ブレード４３のこの移動は、ポテンショメータ４４の電
圧出力が導線３２の電圧出力に等しくなるまで続く。上
記両出力が等しくなると、平衡点が達せられ、案内羽根
は安定する。この状態からポテンショメータ４４の電圧
出力が減少すると、抵抗器５２とコンデンサ５３から・
成るＲＣ回路網への電圧入力も減少する。

その結果、ＲＣ回路網の電圧出力が減少し始めるが、こ
の減少の開始は、周知の態様でＲＣ回路網によつて遅ら
される。この時間遅延は、設定点温度が変更されるのに
先立つて、案内羽根２５が、蒸発器１２からの流出冷水
の温度の変化に応答して移動した後安定位置に達するの
を許容することによつて制御装置の安定性を助成すると
いう点で効果がある。なお、上記構成要素５２，５３が
請求の範囲の遅延手段を構成する。演算増幅器５８は、
ＲＣ回路網の電圧出力と先に述べた基準信号との差を増
幅する。

ＲＣ回路網からの電圧出力が減少し始めると、その電圧
信号と基準信号との差が増大し始め、増幅器５８の電圧
出力が増大し始める。増幅器５８の出力はトランジスタ
３０のベースへ送給されるが、先に述べたように、該増
幅器の出力が増大するにつれて、トランジスタ３０のエ
ミッターコレクタ間の電圧が増大し、冷水の設定点温度
の可変成分が増大させる。このように、冷水の設定点温
度は、冷凍機１０に課せられる冷凍負荷の減少に応答し
て上昇する。このようにして冷水の設定点温度を上昇さ
せることは、案内羽根２５を、それが冷凍機１０に課せ
られる冷凍負荷の減少に対する最初の応答として完全閉
鎖位置の方に向つて移動した後到達した位置に維持する
働きをする。

案内羽根２５をその完全閉鎖位置の方に向けて移動させ
ることは、蒸発器１２から流出する冷水の温度を上昇さ
せる作用を有し、その結果、抵抗器２８にかかる電圧降
下を減少させる。これは、導線３２内の電圧信号を増大
させ、案内羽根２５を全開位置へ戻そうとする作用を有
する。（羽根２５が全開位置の方へ移動されれば、圧縮
機１１の仕事量が増大することになる。）しかしながら
、抵抗器２８にかかる、電圧降下の減少が導線３２内の
信号に及ぼす作用は、トランジスタ３０の増大するエミ
ッターコレクタ間電圧を抵抗器２８にかかる減少する電
圧と直列に導入することによつて打消され、その結果、
案内羽根２５がその全開位置の方へ戻るのを、防止する
。案内羽根２５は、閉鎖位置の方に近い位置に留められ
、圧縮機１１を作動させるのに必要とされるエネルギー
量に実質的な節減をもたらす。次に、冷凍機１０が安定
状態で作動しており、・その状態から冷凍負荷が増大す
る場合について考察する。

冷凍負荷の増大は、蒸発器１２からの冷水の温度の上昇
を招き、導線３２内の電圧信号を増大させる。演算増幅
器３３の出力は、正極性となり、スイッチ４２を閉成さ
せてリンク機構２６を介して案内羽根２５を全開位置の
方に向けて移動させる。案内羽根のこの移動により圧縮
機１１にかかる負荷が増大し、圧縮機が増大した冷凍負
荷に応答し、蒸発器１２から流出する冷水の温度を低下
させることができるようにする。それと併行して、リン
ク機構２６は、ワイパブレード４３を第２図でみて反時
計方向に移動させ、ポテンショメータ４４の電圧出力を
増大させる。このようｌに、圧縮機１１の負荷が増大す
るにつれて、蒸発器から流出する冷水の温度が下がり、
ポテンショメータ４４の電圧出力が増大する。リンク機
構２６、案内羽根２５、およびワイパブレード４３のこ
の移動は、ポテンショメータ４４の電圧出力が；導線３
２内の電圧信号に等しくなるまで続く。そして、該電圧
出力が電圧信号に等しくなると、平衡点に達し、案内羽
根２５が安定状態になる。ポテンショメータ４４の増大
する電圧出力は、また、ＲＣ回路網および演算増幅器５
８を通して・も送給される。ＲＣ回路網は、それを通る
増大する電圧信号を遅延させる働きをする。ＲＣ回路網
の出力電圧が増大するにつれて、その電圧と基準電圧と
の間の差が減少し、演算増幅器５８はその減少する電圧
差を増幅する。この時間遅延と増幅された減少する電圧
信号は、トランジスタ３０のベースへ送給される。そし
てそれがトランジスタ３０に及ぼす作用は、該トランジ
スタのエミッターコレクタ間の電圧を減少させ、冷水の
設定点温度の可変成分を低下させることてある。このよ
うに冷凍機の負荷が増大するにつれて冷水の設定点温度
を低下させることは、冷凍機にかかる負荷の減少に応答
してもたらされていた設定点温度の上昇を埋め合せる作
用をする。

これによつて、冷凍機１０および圧縮機１１が増大した
負荷に完全に応答することができるようにする。上述の
電気制御系統は、機械的冷凍機の冷水設定点温度を自動
的に変更させるための極めて簡単な安価な、しかも信頼
性の高い装置であるが、これは単に例示の目的で示した
ものであり、同様な機態を得ることができるその他の制
御機構を用いてもよい。更に、上述の実施例においては
、冷水の設定点温度の可変成分を表わす電気制御信号即
ちトランジスタ３０のエミッターコレクタ電圧は、冷凍
機１０にかかる負荷に反比例する。即ち、先に詳述した
ように、冷凍機１０および圧縮機１１の負荷が増大する
につれて、トランジスタ３０のエミッターコレクタ電圧
は減少し、反対に、冷凍機および圧縮機１１の負荷が減
少すると、トランジスタ３０のエミッターコレクタ電圧
が増大する。しかしながら、そのように電気制御信号を
冷凍機の負荷に反比例させることは本発明にとつて必須
の要件ではない。負荷に対して比例する信号を使用して
もよい。そのような比例信号は、抵抗器３１によつて発
せられる信号と直列的に演算増幅器３３の第１入カへ送
給すればよい。本発明の他の利点は、抵抗器３１および
感知器２８またはその均等素子、および冷凍機に課せら
れる負荷に応答して電気制御信号を発生させるための可
変ポテンショメータ４４のような素子は大抵の既存の冷
凍機に装備されているので、上述の冷水設定点温度制御
系の既存の冷凍機に容易に、迅速に取付けることができ
ることである。この制御系は、第１の線を接地し、第２
の線をＤＣ電源＋Ｅｓに接続、ポテンショメータ４４の
出力電圧を感知するための第３の線を配設し、トランジ
スタ３０のエミッターコレクター間の電圧を抵抗器２８
の両端間の電圧降下と直列に導入するためめの第４の線
を配設することによつて簡単に既存の冷凍機に装備する
ことがきる。第２図に示された回路は、また、導線８０
，８１を通して接続されたＤＣ電源＋Ｅｓｌ上ｓによつ
て電力を供給される演算増幅器７０を備えている。

この増幅器の第１入カへは分圧器と抵抗器７１を介して
第１電圧が導入される。この分圧器は、、ＤＣ電源＋Ｅ
ｓを接地する導線７４内に直列に配設した抵抗器７２と
７３とから成る。増幅器７０の第２入カへは、トランジ
スタ３０のコレクタを接地する導線７７内に直列に配設
した抵抗器７５と７６から成る分圧器を通して第１電圧
より小さい第２電圧が導入される。演算増幅器７０は、
上記第１電圧と第２電圧の差を増幅し、この増幅された
電圧差を基準信号として導線７８および抵抗器７９を通
して演算増幅器の第２入カへ送る。増幅器７０の第２入
力電圧、従つて基準信号は、トランジスタ３０のコレク
タと接地側との間の電圧が変化するにつれて変化する。

このトランジスタのコレクタを接地側との間の電圧は、
先に述べたように、演算増幅器５８の出力が変化するに
つれて変化する。このように、増幅器５８はフィードバ
ックループを備えている。詳述すれば、ＲＣ回路網の出
力が、先に述べたように、冷凍機１０の負荷の増大に応
答して増大すると、演算増幅器５８の第１入力が増大し
、それは該増幅器の出力を減少させる作用をする。

その結果、トランジスタ３０のエミッターコレクタ間の
電圧を減少させ、トランジスタ３０のコレクタと接地側
との間の電圧降下を増大させる。そしてこの増大する電
圧降下は、演算増幅器７０の第２入力を増大させる作用
をし、該増幅器の出力、、即ち基準信号を減少させる。
この減少する基準信号は、増幅器５８の第２入カへ送ら
れ、該増幅器の第１入力と第２入力との差を減少させ、
更に、該増幅器の出力を減少させる。ＲＣ回路網の出力
が安定値に達すると、演算増幅器５８の出力も安定値に
達する。それによつて、トランジスタ３０のコレクタと
接地側との間の電圧差を安定化させ、増幅器７０の第２
の入力と出力を安定化させる。反対に、ＲＣ回路網の出
力が冷凍機１０にかかる負荷の減少に応答して減少する
と、演算増幅器５８の第１入力が減少し、それによつて
該増幅器の出力を増大させる。その結果、トランジスタ
３０のエミッターコレクタ間の電圧を増大させ、該トラ
ンジスタのコレクタを接地側の間の電圧差を減少させる
。それによつて、増幅器７０の第２入力を減少させ、該
増幅器の出力を増大させる。この出力は、増幅器５８の
第２入カへ供給され、更に該増幅器の出力を高めようと
する。この一連の作動は、ＲＣ回路網の出力が安定する
まで続く。その結果、増幅器５８の第１入力および出力
、トランジスタ３０のコレクター接地間の電圧、および
増幅器７０の出力をすべて安定化させる。なお、上記ト
ランジスタ３０、演算増幅器５８，７０、抵抗器７１が
請求の範囲の信号変化手段を構成する。抵抗器７１は、
増幅器７０の第１入力の値と、増幅器７０の第１入力と
第２入力の差の最大値を制御する。

このようにして、抵抗器７１は、設定点温度の可変成分
の最大値を制御する基準信号の最大値を制御する。この
抵抗器７１は、操作者が選択的に調節することのできる
可変抵抗器であるときが好ましく、それによつて、操作
者は、特定の作動条件に応じて設定点温度の可変成分の
最大値を調節することがきる。以上、本発明とその好ま
しい実施例に関連して説明したが、本発明の精神および
範囲から逸脱することなく、いろいろろな変更、改善、
および変型が可能ρあることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は遠心冷凍機の概略図、第２図は第１図の遠心冷
凍機に使用されるための、本発明による電気制御回路の
概略図である。 図中、１０は冷凍機、１１は圧縮機、２５は案内羽根、
２６はリンク機構、２７は駆動装置、２８は感知器（可
変抵抗器）、３０はトランジスタ、３１は抵抗器、４３
はワイパブレード、４４はポテンショメータ、５０は導
線、５２は抵抗器、５３はコンデンサ、５８は演算増幅
器、７０は演算増幅器、７１は抵抗器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部を通流する熱伝達媒体から冷媒によつて熱を吸
   収するようにして蒸発器１２と、該蒸発器１２から冷媒
   蒸気を抽出し、該冷媒を圧縮するための圧縮機１１を有
   し、前記蒸発器から流出する熱伝達媒体の温度と設定点
   温度との差を表わす第１電気制御信号を発生するための
   第１手段２８、３０、３１と、前記設定点温度の可変成
   分を表わす第２の電気制御信号を発生するための、第１
   手段の一部を構成する第２手段３０と、前記圧縮機によ
   つてなされる仕事量を第１電気制御信号の大きさの変化
   に応答して変更させるための変更手段２５、２６、２７
   と、圧縮機によつてなされた仕事量の関数である第３電
   気制御信号を発生するための第３手段４３、４４を含む
   圧縮機制御系統を有する機械的冷凍機１０に使用するた
   めの冷水設定点温度制御装置において、前記第３電気制
   御信号の大きさを感知するための感知手段３３と、前記
   設定点温度の可変成分を前記圧縮機の仕事量の変化に応
   答して変化させるために第２電気制御信号の大きさを第
   ３電気制御信号の大きさの変化に応答して変化させるた
   めの信号変化手段３０、５８、７０、７１と、前記設定
   点温度の可変成分が変化する前に圧縮機の仕事量を安定
   せるために第２電気制御信号の大きさの変化操作を遅延
   させるための遅延手段５２、５３を設けたことを特徴と
   する制御装置。 ２ 内部を通過する熱伝達媒体を冷却するための冷却器
   １２を有する冷凍装置を作動させる方法において、前記
   冷却器から出てくる熱伝達媒体の温度を感知し、該冷却
   器から出てくる熱伝達媒体の温度と設定点温度との差の
   関数として第１電気制御信号を発生させ、該冷凍装置に
   よつてなされる仕事量を第１電気制御信号の大きさの変
   化に応答して変化させ、該冷凍装置によつてなされる仕
   事量の関数である第２電気制御信号を発生させ、前記設
   定点温度を第２電気制御信号の大きさに応答して変更す
   ることを特徴とする冷凍装置の作動方法。 ３ 前記第１電気制御信号を発生させる前記操作は、前
   記設定点温度の可変成分を表わす第３電気制御信号を発
   生させる操作を含み、前記設定点を変更する前記操作は
   、第２電気制御信号の大きさを感知する操作と、第３電
   気制御信号の大きさを第２電気制御信号の大きさの変化
   に応答して変化させる操作と、該冷凍装置の容量を安定
   するまでは前記設定点温度の可変成分が変化しないよう
   に該第２信号変化操作を遅延させる操作を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の冷凍装置の作動方
   法。