JPS6114430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷媒不足検出装置を有する冷凍装置例
えばカークーラ用冷凍装置の改良に関する。

一般的な冷凍装置を第１図において説明する
と、圧縮機ａによつて圧縮された冷媒ガスは凝縮
器ｂによつて凝縮され、その後受液器ｃに送られ
て気液分離され、受液器ｃの下部に貯められた液
冷媒のみがサイトグラスｄを通つて膨張弁ｅに送
られて膨張し、しかる後に蒸発器ｆで蒸発して圧
縮器ａにもどるサイクルを繰返す。この際、冷媒
量が不足すると受液器ｃの液冷媒が少なくなつて
これにガス冷媒が混入し、この気液混合冷媒がサ
イトグラスｄに送られるため、サイトグラスｄに
は白い泡を認めることができる。

しかして普通はこの泡の発生の有無を目視する
ことにより冷媒不足をチエツクしていたが、この
方法ではサイトグラスｄの設置位置が重要である
にもかかわらず、実情はサイトグラスｄがガラス
等で形成され、かつ内部に高圧ガスを通すもので
あるが故に、これを常に目つきやすい位置に設置
することがはなはだ困難であるという問題があつ
た。また泡の発生の有無の目視による識別は、実
際には不明確で判りにくいという欠点があつた。

これらの欠点を補なうものとして従来、受液器
ｃの内部に自己放熱によつて抵抗値が変化する半
導体素子ｇを設置し、この素子の抵抗変化の違い
により受液器内がガス状か液状かを判別する方式
が提案されているが、このものでは、受液器内の
気液境界面が圧縮器の回転数並びに凝縮器および
蒸発器ｆの熱負荷条件等により変動し、また気液
境界面が大きく撹乱されるので、素子がこの影響
を受け、このため気液の別を検出する精度が非常
に悪く、場合によつては誤つた信号を発するとい
う欠点があつた。

そこで本発明は、上記のような欠点を生ずるこ
となく、、確実に冷媒不足を検出し得る冷媒不足
検出装置を提供することを目的としたものであ
る。

このため本発明では本発明者が見い出した次の
事実に着目した。すなわち受液器より送りだされ
た液冷媒は１℃〜５℃程度の過冷却液であり、こ
れを導く配管途中の上方側に配管内と通じる室を
設けると、この室に液冷媒が上つてきて室は液冷
媒で満たされるという事実が判明し、しかも配管
内に多少なりとも泡が混入して飽和ガスと飽和液
との気液二相状態になると、室内にガス冷媒が侵
入して室内を占め、もはや液冷媒は上つてこない
ことが判明した。

しかして本発明は上記室内での冷媒の気液状態
を検出することにより、液冷媒配管内に泡が混入
し始める冷媒不足の初期において、確実にこの冷
媒不足をチエツクできるようにしたものである。

以下本発明を図面に示す実施例について説明す
る。第２図は本発明をカークーラに適用した第１
実施例を示すもので、１０は自動車のエンジンル
ーム内に設置された受液器でケース１１と、これ
に固定された入口管１２および出口管１３とを有
している。周知の通り入口管１２は一端で図示し
ない凝縮器を介して圧縮機に接続されており、他
端はケース１１の内部上方に挿入され、ケース内
に開口している。一方、出口管１３は一端で配管
１４に接続手段１５によつて接続されており、こ
の配管１４は図示しない膨張弁の入口に接続され
ている。出口管１３の他端は、ケース１１の内部
下方まで挿入され、液冷媒中に開口している。

受液器１０の出口管１３と膨張弁とを結ぶ配管
１４の途中には上方側に、キヤツプ状の容器２０
を取り付け、この容器内の室２１を配管１４の内
部に孔２２によつて連通させている。容器内の室
２１には冷媒ガスよりも軽い浮き子２３を設置
し、容器２０の頂部内壁との間に配設したスプリ
ング２４によつて浮き子２３を下方に負荷してい
る。そして、冷媒液の浮力が浮き子２３に加わら
ない時にはスプリング２４の力で浮き子２３は下
方へ移動し、冷媒液の浮力が加わると浮き子２３
が上方へ移動するようにしている。浮き子２３は
導電体から構成してある。

室２１には、さらに、浮き子２３の下方側にプ
ラス側およびマイナス側の接点２５，２６を、浮
き子２３の下面に対面させて設け、マイナス側接
点２６は接触し、プラス側接点２５は警報ランプ
２７およびクーラスイツチ２８を介してバツテリ
２９に接続してある。これにより浮き子２３が下
方へ移動して両接点２５，２６に接すると、この
接点間が浮き子２３によつて導通し、クーラスイ
ツチ２８のオン時には警報ランプ２７が点灯する
ようにしている。

このことから明らかな通り上記の浮き子２３、
接点２５，２６およびランプ２７等は、配管１４
中の液冷媒にガス冷媒が混合すると作動してこれ
を検出するもので、検出手段Ａをなしている。勿
論これによつて冷媒不足が検出されるので、冷媒
不足検出装置をなすものである。

上記構成において作動を説明する。クーラスイ
ツチ２８を投入して冷凍装置を作動させると、受
液器１０には図示しない圧縮機より入口管１２を
通してケース１１内に冷媒が送り込まれ、ケース
１１内の下部に液冷媒が貯められる。この液冷媒
は出口管１３より取り出されて配管１４を通り図
示しない膨張弁へ送られる。出口管１３より取り
出される液冷媒は通常１℃〜５℃に過冷却されて
おり、このため液冷媒のみが取り出される正常作
動時には配管途中の上方に設けられた容器２０内
の室２１は液冷媒で満される。冷媒液の圧力が15
Kg／cm²Ｇの場合、この冷媒液は過冷却１℃につき
上方へ約３ｍまで上昇することが本発明者の実験
により確認された。容器２０の内部が液冷で満さ
れると、浮き子２３は浮力でもつてスプリング２
４のスプリング力に打ち勝つて上方へ移動して両
接点２５，２６から離れ、従つて警報ランプ２７
は消えている。

しかしサイクル中の冷媒が少なくなり、受液器
１０内の下側に貯えられている液冷媒も少なくな
り、このため配管１４の冷媒中にガス冷媒が混入
して泡が発生すると、配管１４の冷媒は過冷却が
とれずに気液二相状態となり、容器２０内の液冷
媒は重力で落下し、室２１はガス冷媒で満され
る。従つて浮き子２３はスプリング２４のスプリ
ング力と重力とでもつて接点２５，２６に押えつ
けられ両接点間を導通させ、これによつて警報ラ
ンプ２７が点灯する。こうしてて警報ランプ２７
の点灯により、冷媒液へのガス冷媒の混入、つま
り冷媒の不足、を知ることができる。

上記の室２１での冷媒不足検出法では、例えば
受液器内では入口管１２からの噴出冷媒によつて
液冷媒が著しく乱されるのに対して、このような
ことがないので、冷媒不足を確実に検出すること
ができる。誤動作を起すようなことは、まず起り
得ない。しかも、配管１４に泡が混入し始める冷
媒不足の初期において冷媒不足を検出できる。勿
論従来のサイトグラスは不要である上に、警報ラ
ンプ２７を適当な部所例えば自動車の車室内の計
器盤部に簡単に設置することにより、迅速に冷媒
不足を検出することができる。

なお、通常のクーラサイクルにおいては、圧縮
機起動直後に数秒間は泡が発生するため警報ラン
プ２７が数秒点灯することになるが、これは警報
回路が正常か否かのチエツク用として使用し、ま
たクーラ作動開始を示す指示ランプとして使用す
ることができ、かえつて都合が良い。また冷媒不
足が検知されて冷媒を充填する際には、警報ラン
プ２７が消灯するまで充填すればよく、充填量の
目安として警報ランプ２７を使用することもでき
る。

第３図は本発明の第２実施例を示すもので、両
接点２５，２６を浮き子２３の上方側に設置した
ものである。これによれば浮き子２３は接点２
５，２６への接触時、浮力で接点を押すため第１
実施例のスプリング２４は不要である。そして冷
媒量が正常の場合にランプ２７が点灯し、冷媒不
足の時にランプ２７が消灯して冷媒不足を知らせ
る。この場合、ランプ２７には正常時における圧
縮機作動の表示灯を兼ねさせることができる。こ
の実施例では、また容器２０内の室と配管１４の
内部とを比較的長い接続管２２′で連通させてい
るが、このように室２１を配管１４内から遠ざけ
ると、配管１４内の冷媒の流れの影響が室２１に
伝わりにくく、このためより確実な冷媒不足の検
出が可能である。

第４図は本発明の第３実施例を示す。ここで
は、受液器１０に通常設置されているサイトグラ
ス３３の下側空間を冷媒不足検出用の室２１とし
て利用している。この場合、冷媒の流体力を受け
ないように冷媒通路径より小さくした孔２２″に
よつて室２１と冷媒通路とを接続させると有効で
ある。気液状態を検出する検出装置Ａとしては、
自己放熱量によつて抵抗値が変化する半導体素子
（サーミスタ）３４を使用しており、気液状態を
ガス状と液状との熱容量の差でもつて電気的に検
出している。そして半導体素子３４の抵抗値変化
を制御回路３５により検出し、警報ランプ２７を
作動させている。

なお本発明においては、ガス冷媒と液冷媒との
電導率の違いによつて冷媒不足を検出しても良
く、また浮き子を用いる場合でもこれを磁性体と
し、外側よりこの磁性体の動きをリードスイツチ
により検出して冷媒不足を検出しても良い。また
冷媒不足時にはこれをランプ以外の例えばブザー
などによつて警報しても良い。

以上説明した通りで本発明では、冷媒不足を迅
速に、しかも確実に検出することができるという
実用上のすぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の冷凍サイクルの構成を示す模式
図、第２図は本発明になる冷凍装置の一実施例を
示す要部の模式断面図、第３図および第４図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す要部の模式断面
図である。 ｃ，１０…受液器、１３…出口管、ｅ…膨張
弁、１４…配管、２１…室、Ａ…検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 受液器内に貯められる液冷媒を、受液器内に
   開口する出口管から取り出して膨張弁へ送り込む
   構成の冷凍装置において、前記出口管から膨張弁
   入口までの配管途中の上方側に、この配管の内部
   と連通する室を設け、この室の内部に、該室内で
   の冷媒の気液状態を検出する検出手段を設置した
   ことを特徴とする冷媒不足検出装置を有する冷凍
   装置。