JPS63176973A - 冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は装置の損傷などによって冷媒充填量に不足を来
たした時には、運転中であっても、この不足を検出して
安全策を講じることのできる冷凍サイクルに関する。

［従来の技術］ 従来の冷凍サイクルの一般的な構成を示したシステム図
としての第６図において、圧縮機１の吐出口と吸入口を
結ぶ循環用配管系１０内を、圧縮機による吸入および圧
縮吐出作用によって流、れつづける冷媒の圧力は、凝縮
器２が故障したり高負荷運転の継続によって異常に高騰
し、装置を破損させる可能性も生じるし、逆に冷媒が配
管系外に漏れ出て冷媒圧が低下すると、吐出冷媒ガスの
温度が高騰して吐出口に接続されているホースを傷めた
り、冷媒に混入して循環する圧縮機用１ｌｌｉ滑油の循
環ｍが不足して、圧縮機が焼ぎイ」り恐れも生じて来る
。

対応策として従来は圧縮機の吐出口に高圧カット用プレ
ッシャスイッチ８を、また凝縮器と減圧装置３の間に低
圧カット用プレッシャスイッチ９をそれぞれ設けて置き
、設定レベル以上または以下の冷媒圧を検出した時、警
報を発したり圧縮機を自動的に停止させていた。

また［実公昭５５−２６７７２４には、冷媒不足検出手
段として、冷媒循環用配管の膨張装置より上流側と、蒸
発器の下流側とにそれぞれ冷媒温センサを設けて置き、
冷媒不足運転に陥ると蒸発器下流側の冷媒温が上昇する
ことにより両センサの検出温度の差が縮まる現象をとら
え、この温度情報を利用する方法が示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の低圧カット用プレッシャスイッチを用いて冷媒不
足を検出する方法は、その設置個所が装置の運転中は常
にかなり高圧の冷媒が通る場所に当たるので、運転休止
中でなければ、冷媒圧の異常降下を検出することができ
なかった。

また１゛実公昭５５−２６７７２４の方法は、冷媒不足
を警告する情報源としての冷媒温度が、冷媒量自身の不
足に基づく他に、熱負荷の変動によっても大きく上下す
る不都合があった。

本発明は装置の運転中に冷媒漏れが生じた場合にも、こ
のことを確実に検知して装置を損傷から守ることのでき
る冷凍サイクルを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明による冷凍サイクル
は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を冷媒循
環用配管により連接させた冷凍ナイクルにおいて、（ａ
）前記圧ｓｕｉの吐出口と前記凝縮器を結ぶ前記冷媒循
環用配管の、前記圧縮機寄りの個所に取付けた第１の冷
媒温検知手段、および前記凝縮器寄りの個所に取付けた
第２の冷媒温検知手段と、（ｂ）前記第１と第２の冷媒
温検知手段によって検知される２つの温度の温度差が設
定レベルを越えたことを検出する温度差検出手段と、（
ｃ）前記温度差検出手段が設定レベル以上の温度差を検
知した時、警報を発しまたは前記圧縮機の運転を停止さ
せる保安手段とからなる、冷媒不足運転防止装置を備え
る構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 圧縮機から吐出される加圧気相冷媒の温度は、冷媒の比
容積減少効果や装置が高負荷運転状態に陥ることなどに
よって、冷Ｗｆｆｉの不足度合にほぼ比例して高まって
来る。

完全気相冷媒の通路である圧縮機と凝縮器を結ぶ冷媒循
環用配管の、圧縮機寄りの個所に取付けた第１の冷媒温
検知手段と、凝縮器寄りの個所に取付けた第２の冷媒温
検知手段との間を移動する間に、大気中への熱輻射や熱
伝導によって冷媒から失われる熱量Ｑは下式で表される
が、その値はほぼ不変とみなしてよい。

放熱量［Ｑ］　＝に−Ｗ・八Ｔ ここに、Ｋは冷媒の比熱、Ｗは冷媒の循環流量、そして
Δ王は第１の冷媒検知手段の検出温度Ｔ１と第２の冷媒
温検知手段の検出温度Ｔ２との温度差である。

上式によると、ΔＴの変化を検出すれば、ＱおよびＫの
値がほぼ不変である所から、冷媒循環流の変動を把握で
きるし、ΔＴとＷの２つの値の相関関係は実測に基づい
て確定することができる。

従って八Ｔの値がある設定レベルを越えた時、冷媒量の
不足度合は装置に危険を及ぼす段階に達したとみなすよ
うに決めて置けば、冷凍サイクルの作動中に温度差検出
手段が設定レベル以上の△Ｔの値を検出した時、この情
報に基づいて保安手段を働かせることによって、冷媒不
足運転に基づく冷凍サイクルの損傷は未然に防がれる。

ΔＴの値の変動はもっばら冷媒量そのものの増減に由来
するものであって、冷凍サイクルに及ぼされる熱負荷の
浮動の影響はほとんど受けないので、既述の従来方法に
比べてより確実に冷媒不足を検出することができる。

［実施例］ 以下に図に示す実施例に基づいて本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図は本発明による一実施例装置としての、自動車用
冷房装置の冷凍サイクル部分のシステム図であり、装置
の概略の構成は、圧縮機１の冷媒吐出口１Ａと吸入口１
Ｂとを結ぶ冷媒循環用配管１０の上流側から順次高温・
高圧気相冷媒の液化用凝縮器２、液化冷媒の一時貯槽と
してのレシーバ７、液相冷媒の減圧装置ｉ３および冷風
発生用熱交換器としての蒸発器４を介在させている。そ
して圧縮機１と凝縮器２どの間において、配管１０には
圧縮機１寄りの個所に第１の冷媒温度検知手段５と、凝
縮器２寄りの個所に第２の冷媒温検知手段６とを取付け
ている。２つの冷媒温度検知手段５と６は、温度差検出
手段をなすオペレーションアンプ３１とコンパレータ３
２、および保安手段をなす保安作動リレー３４が組込ま
れていて冷媒不足運転防止装置として働く冷媒不足検出
回路２１に付属しており、この回路の出力によって、冷
媒不足運転に陥るとマグネットクラッチ３０への通電が
断たれて圧縮機１が停止するように構成されている。

第１および第２の冷媒温検知手段としては、この実施例
ではその電気抵抗が温度の変動に伴って増減する負特性
サーミスタを使用している。圧縮機１からの吐出冷媒量
の変動に伴って生じる、第１のサーミスタ５の検出温度
Ｔ１と第２のサーミスタ６の検出温ＩＩ　Ｔ　２との温
度差６丁を極力大きくして冷媒不足の検出精度を高める
ためには、両サーミスタ５と６のへだたりは、この実施
例装置では約５０ｃｍ以上が必要である。

第２図に冷媒不足検知回路２１の一例を示した。

この回路の主要構成要素は、第１と第２のサーミスタ５
および６と、両サーミスタが電気信号として捕えた、そ
れぞれの検出温度Ｔ１とＴ２の温度ΔＴを算出するオペ
レーションアンプ３１と、オペレーションアンプ３１が
算定した八Ｔの値を、あらかじめ実験に基づいて定めた
、冷媒不足とみなすべき設定温度差と比較し、八Ｔの値
が設定温度差を越えて高まった時出力を生ずるコンパレ
ータ３２と、コンパレータ３２の出力によりオン作動す
るスイッチングトランジスタ３３と、スイッチングトラ
ンジスタ３３を介して通電される保安作動リレー３４と
から成り立っている。リレー３４の２つの電気接点の入
力側端子は車載バッテリ２２に、出力側の端子はマグネ
ットクラッチ３０と、冷媒不足警報ランプ３５に並列接
続されている。

次に上記実施例の作動を、作動フローチャートとしての
第３図、および冷媒不足量と前述の温度ＴＩ、Ｔ２およ
び温度差Δ■との相関関係を実膿に基づいて求めたデー
タグラフとしての第５図および第６図を参照しながら説
明する。

冷凍サイクルの制御装＠２０の起動スイッチ（図示略）
を投入することによってマグネットクラッチ３０に通電
され、圧縮機１はその駆動用動力源としての車両走行用
エンジン（図示略）の回転力の伝導を受けて冷凍サイク
ルは作動に入る。

冷媒循環用配管系１０内に適正量の冷媒が存在する時に
は、第４図に示されいるように、第１のサーミスタ５の
検出温度Ｔ１と第２のサーミスタ６の検出温度Ｔ２はほ
ぼ同一の値を示すので第５図に描かれているようにΔＴ
の値はほぼＯに等しい。

しかしもし冷凍ザイクルを構成する部品の腐蝕や接続個
所のシール不良などによって冷媒が漏れ出ると、既に説
明した理由によって漏洩量の増加につれて、第５図にみ
られるようにΔ丁の値は次第に増大し、適正量１ｉ１ｆ
ｆｉの５０％が漏れ出たときにはΔＴの値は１０℃にも
達する。

そこで今仮に八Ｔの値が３℃以下を示す程度の冷媒漏洩
量であれば、装置の安全運転のうえから許容できるとす
れば、設定レベルとしての許容温度差６丁を３℃として
、コンパレータ３２の回路を構成して置く。

装置の運転中にまたは運転開始前に冷媒が漏洩して、そ
れに基づくΔＴの値が上記の設定レベルを上回って高ま
ると、漏洩間は許容の上限を越えたことになるので、コ
ンパレータ３２には出力が生じて保安作動リレー３４の
一方の電気接点３４Ｂはオン作動し、冷媒不足警報ラン
プ３５を点灯させると共に、他方の電気接点３４Ａはオ
フされマグネットクラッチ３０への通電を断って圧縮機
１の回転を止め冷凍サイクルの作動を中止させる。冷媒
不足状態が解消すれば回路２１の作動はスタートに戻る
。

本発明による冷媒不足検出方法は、冷凍ナイクルの作動
停止中はその役割を果たすことができないので、もし運
転停止中にも冷媒不足を検出したい場合には、冒頭に述
べた低圧カット用プレッシャスイッチ９を併用すればよ
い。

上記実施例では、第１および第２の検温手段としてのサ
ーミスタを使っているが、その他の電気的検温手段を用
いることもできるし、機械的な検温手段例えば固体金属
や気体の熱伸縮動を利用して、バイメタル式ザーモスタ
ットや圧力計に類する構造を備えた温度差検出手段を作
成することも可能である。

また本発明による冷媒不足運転防止装置は、図示の構成
を備える冷凍ザイクルに限られることなく、他の様々な
構成による冷凍サイクルに対しても使用することかでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はいずれも本発明による一実施例装置の
説明図であって、第１図は冷凍サイクルのシステム図、
第２図は冷媒不足運転防止装置の一例としての冷媒不足
検知回路の配線図、第３図は冷媒不足検知回路の作動フ
ローチャートである。 第４図と第５図は冷媒循環用配管系１０内に充填されて
この管路をたどる冷媒の循環ｍＷと、第１および第２の
２つの冷媒温検知手段がそれぞれ検出する冷媒温度Ｔ１
とＴ２、並びにＴ１とＴ２の温度差へＴとの相関関係を
示したデータグラフＣある。 第６図は従来の冷凍サイクルのシステム図である。 図中　１・・・圧縮機　２・・・凝縮器　３・・・減圧
装置４・・・蒸発器　５．６・・・第１および第２゛の
冷媒温検知手段　１０・・・冷媒循環用配管　２０・・
・制御回路２１・・・冷媒不足運転防止装置　３０・・
・マグネットクラッチ　３１．３２・・・温度差検出手
段　３４．３５・・・保安手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を冷媒循環用
   配管により連接させた冷凍サイクルにおいて、 （ａ）前記圧縮機の吐出口と前記凝縮器を結ぶ前記冷媒
   循環用配管の、前記圧縮機寄りの個所に取付けた第１の
   冷媒温検知手段、および前記凝縮器寄りの個所に取付け
   た第２の冷媒温検知手段と、 （ｂ）前記第１と第２の冷媒温検知手段によつて検知さ
   れる２つの温度の温度差が設定レベルを越えたことを検
   出する温度差検出手段と、 （ｃ）前記温度差検出手段が設定レベル以上の温度差を
   検知した時、警報を発しまたは前記圧縮機の運転を停止
   させる保安手段とからなる、冷媒不足運転防止装置を備
   えることを特徴とする冷凍サイクル。