JPS6051027B2 - 冷媒不足検出装置 - Google Patents
冷媒不足検出装置Info
- Publication number
- JPS6051027B2 JPS6051027B2 JP12987176A JP12987176A JPS6051027B2 JP S6051027 B2 JPS6051027 B2 JP S6051027B2 JP 12987176 A JP12987176 A JP 12987176A JP 12987176 A JP12987176 A JP 12987176A JP S6051027 B2 JPS6051027 B2 JP S6051027B2
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- JP
- Japan
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- refrigerant
- dryness
- detector
- liquid
- thermistor
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車用冷房装置等の冷凍機の冷媒不足検
出装置に関するものてある。
出装置に関するものてある。
従来の自動車用冷房装置等の冷凍機においては、冷媒
漏れに対する冷凍機の保護については特に考慮してない
なため、冷媒不足のまま運転を行なう恐れがあり、この
場合冷凍機の圧縮機の潤滑オイルが冷凍サイクル中の受
液器等に停溜して圧縮機において潤滑オイルが不足し、
その結果圧縮機の焼付が生じるという問題がある。
漏れに対する冷凍機の保護については特に考慮してない
なため、冷媒不足のまま運転を行なう恐れがあり、この
場合冷凍機の圧縮機の潤滑オイルが冷凍サイクル中の受
液器等に停溜して圧縮機において潤滑オイルが不足し、
その結果圧縮機の焼付が生じるという問題がある。
このため、実公昭４８−３５８６１号公報においては
、冷凍サイクルの受液器内に自己放熱量によつて抵抗値
が変化するというサーミスタ等の半導体素子を設置し、
この半導体素子が液冷媒中との気体冷媒中に位置すると
きの放熱量の差によつて半導体素子の抵抗値を変化せし
めるように構成し、そして受液器内の冷媒液面が低下し
て、半導体素子が気体冷媒中に位置すると、半導体素子
の放熱量が減少して、その温度が上昇して抵抗値が減少
するので、これを制御回路により判別して冷媒不足を検
出するようにしたものが提案されている。
、冷凍サイクルの受液器内に自己放熱量によつて抵抗値
が変化するというサーミスタ等の半導体素子を設置し、
この半導体素子が液冷媒中との気体冷媒中に位置すると
きの放熱量の差によつて半導体素子の抵抗値を変化せし
めるように構成し、そして受液器内の冷媒液面が低下し
て、半導体素子が気体冷媒中に位置すると、半導体素子
の放熱量が減少して、その温度が上昇して抵抗値が減少
するので、これを制御回路により判別して冷媒不足を検
出するようにしたものが提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、受液器
を有する冷凍サイクルでは、冷媒量が減少しても受液器
内の液冷媒量が零になるまて受液器の出口側へ液冷媒が
流れ続けるもので、冷房能力は一定に保たれることにな
る。
を有する冷凍サイクルでは、冷媒量が減少しても受液器
内の液冷媒量が零になるまて受液器の出口側へ液冷媒が
流れ続けるもので、冷房能力は一定に保たれることにな
る。
しかるに、前記公報記載の従来技術では、冷媒量が正規
量から受液器内液冷媒量が零となるまでの過程において
冷媒量の検出を行うことができても、冷房能力が減少し
始めた時の冷媒量は検出できない。それ故、従来技術の
ものでは、どうしても冷媒不足の検出時点が早すぎると
いう問題点がある。特に、自動車用冷房装置ては、圧縮
機が自動車エンジンにより駆動されるので、圧縮機回転
数が大きく変動するとともに、凝縮器能力も車速等の走
行条件によつて大きく変動するので、自動車走行中に受
液器内の液冷媒の液位が変動しやすく、そのため上述し
た問題がより一層顕著に現われる場合がある。〔問題点
を解決するための手段〕 本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、そのために冷凍サイクルの受液器出口か
ら蒸発器入口に至る冷媒流路に設置され、この設置部位
の冷媒の気液の比率に応じた物理量の変化を検出するこ
とにより冷媒の乾き度を検出する検出器と、この検出器
の信号が入力され、冷媒の乾き度が設定乾き度以上の状
態を所定時間以上継続した場合に冷媒不足信号を発生す
る回路部とを備えるという技術的手段を採用する。
量から受液器内液冷媒量が零となるまでの過程において
冷媒量の検出を行うことができても、冷房能力が減少し
始めた時の冷媒量は検出できない。それ故、従来技術の
ものでは、どうしても冷媒不足の検出時点が早すぎると
いう問題点がある。特に、自動車用冷房装置ては、圧縮
機が自動車エンジンにより駆動されるので、圧縮機回転
数が大きく変動するとともに、凝縮器能力も車速等の走
行条件によつて大きく変動するので、自動車走行中に受
液器内の液冷媒の液位が変動しやすく、そのため上述し
た問題がより一層顕著に現われる場合がある。〔問題点
を解決するための手段〕 本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、そのために冷凍サイクルの受液器出口か
ら蒸発器入口に至る冷媒流路に設置され、この設置部位
の冷媒の気液の比率に応じた物理量の変化を検出するこ
とにより冷媒の乾き度を検出する検出器と、この検出器
の信号が入力され、冷媒の乾き度が設定乾き度以上の状
態を所定時間以上継続した場合に冷媒不足信号を発生す
る回路部とを備えるという技術的手段を採用する。
冷房能力が実質的に低下するような条件下では、受液器
内の液冷媒量が零になつて、受液器出口側の冷媒流路に
おける冷媒の乾き度が増大するという現象が現われる。
内の液冷媒量が零になつて、受液器出口側の冷媒流路に
おける冷媒の乾き度が増大するという現象が現われる。
本発明はこの現象に着目してなされたものであり、前記
した技術的手段によれば、受液器出口側から蒸発器入口
に至る冷媒流路の冷媒乾き度の増大を検出器により検出
するとともに、この検出器の検出信号を遅動機能を有す
る回路部に入力して、冷媒の乾き度が設定乾き度以上の
状態を所定時間以上継続した場合に、冷媒不足信号を発
生しているから、一時的な外乱要因に影響されることな
く、冷房能力が実質的に低下し始めた時に冷媒不足を検
出できることになり、従つて実用上好適な時期に冷媒不
足を検出てきる。〔実施例〕 以下本発明を図に示す実施例について説明する。
した技術的手段によれば、受液器出口側から蒸発器入口
に至る冷媒流路の冷媒乾き度の増大を検出器により検出
するとともに、この検出器の検出信号を遅動機能を有す
る回路部に入力して、冷媒の乾き度が設定乾き度以上の
状態を所定時間以上継続した場合に、冷媒不足信号を発
生しているから、一時的な外乱要因に影響されることな
く、冷房能力が実質的に低下し始めた時に冷媒不足を検
出できることになり、従つて実用上好適な時期に冷媒不
足を検出てきる。〔実施例〕 以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図〜第５図は本発明を自動車用冷房装置に適用した
場合の一実施例を示すものであつて、冷媒不足検出装置
は第１図に示すように冷凍サイクルの減圧装置をなす膨
張弁１出口の冷媒乾き度を検出する検出器２と、この部
分の冷媒乾き度が設定乾き度以上か以下かを判別する乾
き度判別回路３と、乾き度が設定値以上の場合に、その
状態が所定時間以上継続した時、出力信号を発生し後述
のリレー回路５を作動させる遅動回路４と、そして圧縮
機６の運転を停止、あるいは表示ランプを点炉するリレ
ー回路５とによつて構成されている。検出器２は、第２
図に示すように膨張弁１の下流側で後述の蒸発器１０の
デイストリビユータ上流側の配管中に配置され、そして
この設置部位における冷媒の気液比率に応じた物理量の
変化を検出することにより冷媒の乾き度を検出するもの
てある。
場合の一実施例を示すものであつて、冷媒不足検出装置
は第１図に示すように冷凍サイクルの減圧装置をなす膨
張弁１出口の冷媒乾き度を検出する検出器２と、この部
分の冷媒乾き度が設定乾き度以上か以下かを判別する乾
き度判別回路３と、乾き度が設定値以上の場合に、その
状態が所定時間以上継続した時、出力信号を発生し後述
のリレー回路５を作動させる遅動回路４と、そして圧縮
機６の運転を停止、あるいは表示ランプを点炉するリレ
ー回路５とによつて構成されている。検出器２は、第２
図に示すように膨張弁１の下流側で後述の蒸発器１０の
デイストリビユータ上流側の配管中に配置され、そして
この設置部位における冷媒の気液比率に応じた物理量の
変化を検出することにより冷媒の乾き度を検出するもの
てある。
更に、具体的に述べると、検出器２は、本例ではサーミ
スタ２″（第３図）を用いており、冷媒量が正常である
場合には、冷媒の乾き度が非常に小さいので、膨張弁１
下流における冷媒の気液比率は液の割合が非常に大きく
なり、その結果冷媒の熱容量が大きくなつて、サーミス
タ２″が良好に冷却され、その温度が低下する。逆に、
冷媒不足時には冷媒の乾き度が非常に大きくなつて、冷
媒の気液比率は気体の割合が非常に大きくなるか、冷媒
がすべて気体となり、その結果冷媒の熱容量が小さくな
つて、サーミスタ２″の冷却率（放熱量）が小さくなつ
て、その温度が上昇し、サーミスタ２″の抵抗値が変化
することを利用して、冷媒の乾き度を検出するのである
。つまり、検出器２のサーミスタ２″は冷媒の量の変化
に伴つて生じる冷媒の気液比率に応じた熱容量の変化に
よつてサーミスタ２″の温度が変化することを抵抗値で
検出することにより乾き度を検出するものである。従つ
て、サーミスタ２″はその電流量を自己発熱による温度
上昇が生じるような比較的大きな値に設定して、自己発
熱形として構成する。
スタ２″（第３図）を用いており、冷媒量が正常である
場合には、冷媒の乾き度が非常に小さいので、膨張弁１
下流における冷媒の気液比率は液の割合が非常に大きく
なり、その結果冷媒の熱容量が大きくなつて、サーミス
タ２″が良好に冷却され、その温度が低下する。逆に、
冷媒不足時には冷媒の乾き度が非常に大きくなつて、冷
媒の気液比率は気体の割合が非常に大きくなるか、冷媒
がすべて気体となり、その結果冷媒の熱容量が小さくな
つて、サーミスタ２″の冷却率（放熱量）が小さくなつ
て、その温度が上昇し、サーミスタ２″の抵抗値が変化
することを利用して、冷媒の乾き度を検出するのである
。つまり、検出器２のサーミスタ２″は冷媒の量の変化
に伴つて生じる冷媒の気液比率に応じた熱容量の変化に
よつてサーミスタ２″の温度が変化することを抵抗値で
検出することにより乾き度を検出するものである。従つ
て、サーミスタ２″はその電流量を自己発熱による温度
上昇が生じるような比較的大きな値に設定して、自己発
熱形として構成する。
また、サーミスタ２″は後述するように温度上昇によつ
て抵抗値が減少する負の抵抗温度特性を有するものであ
る。このサーミスタ２′は第３図に示すように、膨張弁
１下流の配管中の管の内径より外側の奥まつた部分に位
置し、直接冷媒の流れが当た″らないように設置されて
いる。第５図は前記回路３，４，５から構成される回路
部の具体的な電気回路を示すもので、乾き度判別回路３
はサーミスタ２″並びに抵抗３３と抵抗３４，３５とで
構成したブリッジ回路の接続点３１，３２の電位差を比
較する比較器３６を備えている。
て抵抗値が減少する負の抵抗温度特性を有するものであ
る。このサーミスタ２′は第３図に示すように、膨張弁
１下流の配管中の管の内径より外側の奥まつた部分に位
置し、直接冷媒の流れが当た″らないように設置されて
いる。第５図は前記回路３，４，５から構成される回路
部の具体的な電気回路を示すもので、乾き度判別回路３
はサーミスタ２″並びに抵抗３３と抵抗３４，３５とで
構成したブリッジ回路の接続点３１，３２の電位差を比
較する比較器３６を備えている。
遅動回路４は比較器３６の出力端にダイオード３７、抵
抗３８を介して接続される接続点４１の電荷を充電する
コンデンサ４２、及びこの接続点４１の電位と２個の抵
抗４５，５６間の接続点４３の基準電位とを比較して出
力を出す比較器４４を備えている。リレー回路５は比較
器４４の出力端に接続されるトランジスタ５１、このト
ランジスタ５１のコレクタ側の接続点５２にベースが接
続されたトランジスタ５３、およびこのトランジスタ５
３により電流を断続されるリレー５４を備えている。こ
のリレー５４は冷凍機の圧縮機６の電磁クラッチ６ａへ
の電流の切換え、自動車室内の計器盤部の表示ランプ７
への電流の切換えを行なう。８は電源、９は冷房機のス
イッチである。なお、第１図中、蒸発器１０は膨張弁１
で断熱膨張した冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により空
気を冷却して車室内を冷房するものであり、１１は圧縮
機６で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、１２は凝縮
機１１からの冷媒を溜める受液器である。
抗３８を介して接続される接続点４１の電荷を充電する
コンデンサ４２、及びこの接続点４１の電位と２個の抵
抗４５，５６間の接続点４３の基準電位とを比較して出
力を出す比較器４４を備えている。リレー回路５は比較
器４４の出力端に接続されるトランジスタ５１、このト
ランジスタ５１のコレクタ側の接続点５２にベースが接
続されたトランジスタ５３、およびこのトランジスタ５
３により電流を断続されるリレー５４を備えている。こ
のリレー５４は冷凍機の圧縮機６の電磁クラッチ６ａへ
の電流の切換え、自動車室内の計器盤部の表示ランプ７
への電流の切換えを行なう。８は電源、９は冷房機のス
イッチである。なお、第１図中、蒸発器１０は膨張弁１
で断熱膨張した冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により空
気を冷却して車室内を冷房するものであり、１１は圧縮
機６で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、１２は凝縮
機１１からの冷媒を溜める受液器である。
これら圧縮機６、凝縮器１１、受液器１２、減圧装置を
なす膨張弁１、および蒸発器１０を第１図のごとく順次
接続した閉回路にて自動車冷房用の冷凍サイクルが構成
されている。ここて、前記圧縮機６は電磁クラッチ６ａ
を介して自動車のエンジンにより駆動される。次に、上
記構成において本実施例の作動を説明する。
なす膨張弁１、および蒸発器１０を第１図のごとく順次
接続した閉回路にて自動車冷房用の冷凍サイクルが構成
されている。ここて、前記圧縮機６は電磁クラッチ６ａ
を介して自動車のエンジンにより駆動される。次に、上
記構成において本実施例の作動を説明する。
膨張弁１出口の冷媒状態は、正規に冷媒量がある場合に
は、第４図のモリエル線図上のａ状態、つまり、気液混
合の状態であるが、冷媒漏れ等により冷媒が不足してい
くと矢印ｃにそつて、ａからｂ状態、つまり熱容量の小
さい気体状態となり、サーミスタ２″の冷却率（換言す
れば放熱量）が低下するので、サーミスタ２″の自己発
熱量が増加し、その温度が上昇する。従つて、サーミス
タ２″の抵抗値は減少していく。第５図において、サー
ミスタ２″の抵抗が減少していき、接続点３１の電位が
接続点３２より高くなると、接続点４１の電位が低電位
から高電位となり、コンデンサ４２に充電が開始される
。ある時間が経過し、接続点４１の電位が接続点４３の
電位より高くなるとトランジスタ４１のベース電位が高
くなり、オンするので、接続点５２のコレクタ電位が下
降し、トランジスタ５３がオフする。これによつて、リ
レー５４への電流が遮断され、リレー５４は圧縮機６の
電磁クラッチ６ａへの電流を遮断して圧縮機６の運転を
停止すると同時に、車室内の表示ランプ７を点灯して冷
媒不足を表示する。なお、上記実施例に示した電気回路
では、遅動回路４を設けたが実際には、サーミスタ２″
に通電を開始してから発熱するまでに時間がかかる如く
サーミスタ自身に応答遅れがあるため、サーミスタの種
類、電流の大きさを適当に選ぶことにより遅動回路４を
設けなくとも同等の機能を持つ装置を作ることも可能で
ある。また上記実施例では膨張弁１の出口と蒸発器１０
の入口との間の部分の冷媒乾き度を検出したが、例えば
第１図に破線で示すように膨張弁１の入口と受液器１２
の出口との間の部分の冷媒乾き度を検出することによつ
て冷媒不足検出を同様に行なうことが可能である。また
、上記実施例では冷媒量を検出するに当つて、冷媒乾き
度をサーミスタ２″で熱容量の変化として検出している
が、他に例えば冷凍機配管途中に発光部、受光部を設け
、冷媒の乾き度に応じて冷媒の光の透過度或いは屈折率
が変化することを利用して、光学的に乾き度を検出する
ことも可能である。〔発明の効果〕 上述したように本発明によれば受液器出口側から蒸発器
入口に至る冷媒流路の冷媒乾き度の増大を検出器により
検出するとともに、この検出器の検出信号を遅動機能を
有する回路部に入力して、冷媒の乾き度が設定乾き度以
上の状態を所定時間以上継続した場合に、冷媒不足信号
を発生しているから、圧縮機回転数の変動等の一時的な
外乱要因に影響されることなく、冷房能力が実質的に低
下し始めた時に冷媒不足を検出でき、従つて実用上好適
な時期に冷媒不足を検出できるという効果がある。
は、第４図のモリエル線図上のａ状態、つまり、気液混
合の状態であるが、冷媒漏れ等により冷媒が不足してい
くと矢印ｃにそつて、ａからｂ状態、つまり熱容量の小
さい気体状態となり、サーミスタ２″の冷却率（換言す
れば放熱量）が低下するので、サーミスタ２″の自己発
熱量が増加し、その温度が上昇する。従つて、サーミス
タ２″の抵抗値は減少していく。第５図において、サー
ミスタ２″の抵抗が減少していき、接続点３１の電位が
接続点３２より高くなると、接続点４１の電位が低電位
から高電位となり、コンデンサ４２に充電が開始される
。ある時間が経過し、接続点４１の電位が接続点４３の
電位より高くなるとトランジスタ４１のベース電位が高
くなり、オンするので、接続点５２のコレクタ電位が下
降し、トランジスタ５３がオフする。これによつて、リ
レー５４への電流が遮断され、リレー５４は圧縮機６の
電磁クラッチ６ａへの電流を遮断して圧縮機６の運転を
停止すると同時に、車室内の表示ランプ７を点灯して冷
媒不足を表示する。なお、上記実施例に示した電気回路
では、遅動回路４を設けたが実際には、サーミスタ２″
に通電を開始してから発熱するまでに時間がかかる如く
サーミスタ自身に応答遅れがあるため、サーミスタの種
類、電流の大きさを適当に選ぶことにより遅動回路４を
設けなくとも同等の機能を持つ装置を作ることも可能で
ある。また上記実施例では膨張弁１の出口と蒸発器１０
の入口との間の部分の冷媒乾き度を検出したが、例えば
第１図に破線で示すように膨張弁１の入口と受液器１２
の出口との間の部分の冷媒乾き度を検出することによつ
て冷媒不足検出を同様に行なうことが可能である。また
、上記実施例では冷媒量を検出するに当つて、冷媒乾き
度をサーミスタ２″で熱容量の変化として検出している
が、他に例えば冷凍機配管途中に発光部、受光部を設け
、冷媒の乾き度に応じて冷媒の光の透過度或いは屈折率
が変化することを利用して、光学的に乾き度を検出する
ことも可能である。〔発明の効果〕 上述したように本発明によれば受液器出口側から蒸発器
入口に至る冷媒流路の冷媒乾き度の増大を検出器により
検出するとともに、この検出器の検出信号を遅動機能を
有する回路部に入力して、冷媒の乾き度が設定乾き度以
上の状態を所定時間以上継続した場合に、冷媒不足信号
を発生しているから、圧縮機回転数の変動等の一時的な
外乱要因に影響されることなく、冷房能力が実質的に低
下し始めた時に冷媒不足を検出でき、従つて実用上好適
な時期に冷媒不足を検出できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す冷凍サイクル図、第２
図は第１図に示した検出器２の取付け部の斜視図、第３
図はこの検出器取付け部の断面図、第４図は冷媒不足時
のモリエル線図変化を示す特性図、第５図は第１図のう
ち回路部の具体例を示す電気回路図てある。 １・・・・・・減圧装置をなす膨張弁、２・・・・・・
検出器、３，４，５・・・・・・冷媒不足信号を発生す
る回路部をなすそれぞれの乾き度判別回路、遅動回路、
リレー回路、６・・・・・・圧縮機、１０・・・・・・
蒸発器、１１・・・・・・凝縮器、１２・・・・・・受
液器。
図は第１図に示した検出器２の取付け部の斜視図、第３
図はこの検出器取付け部の断面図、第４図は冷媒不足時
のモリエル線図変化を示す特性図、第５図は第１図のう
ち回路部の具体例を示す電気回路図てある。 １・・・・・・減圧装置をなす膨張弁、２・・・・・・
検出器、３，４，５・・・・・・冷媒不足信号を発生す
る回路部をなすそれぞれの乾き度判別回路、遅動回路、
リレー回路、６・・・・・・圧縮機、１０・・・・・・
蒸発器、１１・・・・・・凝縮器、１２・・・・・・受
液器。
Claims (1)
- １ 圧縮機、凝縮機、受液器、減圧装置、および蒸発器
を順次接続した閉回路より構成される冷凍サイクルを有
する冷凍機に適用する冷媒不足検出装置において、前記
冷凍サイクルの受液器出口から蒸発器入口に至る冷媒流
路に設置され、この設置部位の冷媒の気液の比率に応じ
た物理量の変化を検出することにより冷媒の乾き度を検
出する検出器と、この検出器の信号が入力され、冷媒の
乾き度が設定乾き度以上の状態を所定時間以上継続した
場合に冷媒不足信号を発生する回路部とを備えたことを
特徴とする冷媒不足検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12987176A JPS6051027B2 (ja) | 1976-10-27 | 1976-10-27 | 冷媒不足検出装置 |
| US05/835,898 US4167858A (en) | 1976-10-27 | 1977-09-23 | Refrigerant deficiency detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12987176A JPS6051027B2 (ja) | 1976-10-27 | 1976-10-27 | 冷媒不足検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5354339A JPS5354339A (en) | 1978-05-17 |
| JPS6051027B2 true JPS6051027B2 (ja) | 1985-11-12 |
Family
ID=15020351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12987176A Expired JPS6051027B2 (ja) | 1976-10-27 | 1976-10-27 | 冷媒不足検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6051027B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5680674A (en) * | 1979-12-07 | 1981-07-02 | Nippon Denso Co | Detector for quantity of refrigerant |
| US4644755A (en) * | 1984-09-14 | 1987-02-24 | Esswood Corporation | Emergency refrigerant containment and alarm system apparatus and method |
| KR950013988B1 (ko) * | 1991-04-26 | 1995-11-20 | 돕빵 인사쯔 가부시끼가이샤 | 점조물용(粘稠物用) 디스펜서 |
| US5249431A (en) * | 1992-02-05 | 1993-10-05 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Residual coolant sensor for air conditioning system |
-
1976
- 1976-10-27 JP JP12987176A patent/JPS6051027B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5354339A (en) | 1978-05-17 |
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