JPWO2008078369A1 - 冷凍サイクル用物理量検出装置 - Google Patents

Abstract

冷凍サイクルＣを循環する冷媒Ｒに係わる物理量を検出する冷凍サイクル用物理量検出装置１を構成するに際して、冷媒温度Ｔｒを検出可能に取付けた温度検出素子部２及びこの温度検出素子部２の検出結果に基づく検出信号Ｖａｉを信号処理する信号処理回路３ａを有する物理量検出手段Ｍｄと、信号処理回路３ａの出力信号Ｖａを冷媒温度Ｔｒに変換する冷媒温度変換部４及び信号処理回路３ａの出力信号Ｖａを冷媒圧力Ｐｒに変換する冷媒圧力変換部５を有する物理量変換手段Ｍｃを備え、冷媒圧力を検出する別途の圧力センサを不要にする。

Description

本発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒に係わる物理量を検出する際に用いて好適な冷凍サイクル用物理量検出装置に関する。

従来、冷却装置の冷却源などに用いる冷凍サイクルは、例えば、特許文献１及び特許文献２で知られている。

この種の冷凍サイクルは、一般に、圧縮機，凝縮器，膨張弁，蒸発器をループ状に接続することにより冷媒を循環させる冷媒回路を備えるとともに、冷媒温度及び冷媒圧力を検出することにより冷媒回路における各種の制御やモニタを行っている。例えば、特許文献１に開示される冷凍サイクルでは、エバポレータの出口付近（圧縮機の吸入側）に温度センサ及び圧力センサを配置し、温度センサから検出する冷媒温度と圧力センサから検出する冷媒圧力から過熱度を求めるとともに、この過熱度に基づいて膨張弁の開度を制御している。また、特許文献２に開示される冷凍サイクルでは、圧縮機の吸入側に温度センサ及び圧力センサを配設し、圧力センサから検出する冷媒圧力に基づいて圧縮機の回転数を制御するとともに、温度センサから検出する冷媒温度を圧力センサの校正に利用している。
日本国特許公開公報Ｎｏ．５（１９９３）−２２３３５８ 日本国特許公開公報Ｎｏ．２００５−１０６３８０

しかし、冷凍サイクルにおける冷媒温度及び冷媒圧力を検出する従来の検出手段（温度センサ及び圧力センサ）は、次のような問題点があった。

第一に、冷媒温度及び冷媒圧力を温度センサ及び圧力センサによりそれぞれ検出するため、異なる二種類の専用センサが必要となる。特に、圧力センサは比較的高価であり、部品コスト及び組付コストに伴う無視できないコストアップを招くとともに、組付スペースの確保や配線の引き回しなどの構造設計上の不利益を招く。

第二に、温度センサは冷媒配管の外面に付設することが多い。したがって、冷媒温度は冷媒配管を介して間接的に検出するため、冷媒温度の検出精度、更には制御精度において必ずしも十分な精度を得ているとは云い難いとともに、検出が間接的となるが故に応答性も悪くなり、しかも、検出できる内容（情報）も限られる。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した冷凍サイクル用物理量検出装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、冷凍サイクルＣを循環する冷媒Ｒに係わる物理量を検出する冷凍サイクル用物理量検出装置１を構成するに際して、冷媒温度Ｔｒを検出可能に取付けた温度検出素子部２及びこの温度検出素子部２の検出結果に基づく検出信号Ｖａｉを信号処理する信号処理回路３ａを有する物理量検出手段Ｍｄと、信号処理回路３ａの出力信号Ｖａを冷媒温度Ｔｒに変換する冷媒温度変換部４及び信号処理回路３ａの出力信号Ｖａを冷媒圧力Ｐｒに変換する冷媒圧力変換部５を有する物理量変換手段Ｍｃを備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、温度検出素子部２には、サーミスタ２ａを用いることができる。また、温度検出素子部２は、冷媒Ｒ中に臨ませて取付けることができる。さらに、温度検出素子部２は、冷凍サイクルＣを構成する主回路となる冷媒流路Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，Ｋｓ，Ｋｅに直接接続、具体的には、少なくとも、冷凍サイクルＣに備える圧縮機１１の吐出高圧側における冷媒流路Ｋａ，圧縮機１１の吸入低圧側における冷媒流路Ｋｂ，のいずれか一方又は双方に接続することができる。或いは、温度検出素子部２は、冷凍サイクルＣを構成する主回路に対して並列に接続した分岐冷媒流路Ｋｓに接続、具体的には、冷凍サイクルＣに備える圧縮機１１の吐出高圧側における第一冷媒流路Ｋａと凝縮器１２の流出側における第二冷媒流路Ｋｃ間に並列接続した分岐冷媒流路Ｋｓｄ，第一冷媒流路Ｋａと凝縮器１２の冷媒流路Ｋｅの中途位置Ｋｅｍ間に並列接続した分岐冷媒流路Ｋｓｆ，のいずれか一方又は双方に接続することもできる。他方、冷媒温度変換部４は、予め実際の冷媒温度Ｔｒｄと信号処理回路３ａの出力信号Ｖａの相関関係により求めたデータベースＤｔを用いて変換することができる。また、冷媒圧力変換部５は、予め実際の冷媒圧力Ｐｒｄと信号処理回路３ａの出力信号Ｖａの相関関係により求めたデータベースＤｐを用いて変換することができる。

このような構成を有する本発明に係る冷凍サイクル用物理量検出装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 単一の温度検出素子部２により冷媒温度Ｔｒ及び冷媒圧力Ｐｒの双方を検出できるため、冷媒圧力Ｐｒを検出する別途の圧力センサが不要となり、部品コスト及び組付コストに係わる大幅なコストダウンを実現できるとともに、組付スペースの確保や配線の引き回しなどの構造設計上の不利益を半減できる。

（２） 好適な態様により、温度検出素子部２にサーミスタ２ａを用いれば、コスト面及び検出精度面の双方に最適となる温度検出素子部２を容易に構成できる。

（３） 好適な態様により、温度検出素子部２を冷媒Ｒ中に臨ませて取付ければ、冷媒温度Ｔｒを直接検出できるため、検出精度、更には制御精度をより高めることができるとともに、冷媒Ｒが直接接触するため、例えば、液バック現象や冷媒流量などの冷媒温度Ｔｒ以外の情報を容易に得ることができる。

（４） 好適な態様により、温度検出素子部２は、冷凍サイクルＣを構成する主回路となる冷媒流路Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，Ｋｓ，Ｋｅに直接接続、具体的には、少なくとも、冷凍サイクルＣに備える圧縮機１１の吐出高圧側における冷媒流路Ｋａ，圧縮機１１の吸入低圧側における冷媒流路Ｋｂ，のいずれか一方又は双方に接続できるとともに、或いは冷凍サイクルＣを構成する主回路に対して並列に接続した分岐冷媒流路Ｋｓに接続、具体的には、冷凍サイクルＣに備える圧縮機１１の吐出高圧側における第一冷媒流路Ｋａと凝縮器１２の流出側における第二冷媒流路Ｋｃ間に並列接続した分岐冷媒流路Ｋｓｄ，第一冷媒流路Ｋａと凝縮器１２の冷媒流路Ｋｅの中途位置Ｋｅｍ間に並列接続した分岐冷媒流路Ｋｓｆ，のいずれか一方又は双方に接続できるなど、単一の温度検出素子部２を用いるが故に目的に対応した各種の接続位置又は接続態様を選択することができる。

（５） 好適な態様により、予め実際の冷媒温度Ｔｒｄと信号処理回路３ａの出力信号Ｖａの相関関係により求めたデータベースＤｔを用いて変換する冷媒温度変換部４を設ければ、比較的簡易な手段によって的確（正確）な冷媒温度Ｔｒを容易に得ることができる。

（６） 好適な態様により、予め実際の冷媒圧力Ｐｒｄと信号処理回路３ａの出力信号Ｖａの相関関係により求めたデータベースＤｐを用いて変換する冷媒圧力変換部５を設ければ、比較的簡易な手段によって的確（正確）な冷媒圧力Ｐｒを容易に得ることができる。

発明の最良の実施形態に係る物理量検出装置のブロック回路図、 同物理量検出装置を備える冷凍サイクルの回路図、 同物理量検出装置に用いる冷媒センサの断面構成図、 同冷媒センサの接続態様の変更例を含む外観構成図、 同物理量検出装置の具体的回路例を示す電気回路図、 同物理量検出装置に利用する実際の冷媒温度と出力電圧の相関関係を示す特性図、 同物理量検出装置に利用する実際の冷媒圧力と出力電圧の相関関係を示す特性図、 同物理量検出装置における冷媒センサの接続態様の変更例を示す冷凍サイクルの一部回路図、 同物理量検出装置における冷媒センサの接続態様の他の変更例を示す冷凍サイクルの一部回路図、

符号の説明

１：冷凍サイクル用物理量検出装置，２：温度検出素子部，２ａ：サーミスタ，３ａ：信号処理回路，４：冷媒温度変換部，５：冷媒圧力変換部，１１：圧縮機，１２：凝縮器，Ｃ：冷凍サイクル，Ｒ：冷媒，Ｍｄ：物理量検出手段，Ｍｃ：物理量変換手段，Ｖａ：出力信号，Ｖａｉ：検出信号，Ｋａ：冷媒流路（第一冷媒流路），Ｋｂ：冷媒流路，Ｋｃ：冷媒流路（第二冷媒流路），Ｋｓ：分岐冷媒流路，Ｋｅ：冷媒流路，Ｋｓｄ：分岐冷媒流路，Ｋｅｍ：冷媒流路の中途位置，Ｋｓｆ：分岐冷媒流路，Ｔｒｄ：冷媒温度，Ｐｒｄ：冷媒圧力，Ｄｔ：データベース，Ｄｐ：データベース

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る物理量検出装置１を用いることができる冷凍サイクルＣの概要について、図２を参照して説明する。

冷凍サイクルＣは、冷媒Ｒを循環させるループ状の冷媒回路１０を備える。図中、冷媒Ｒは、流通方向を表す点線矢印で示す。冷媒回路１０は、基本構成として、冷媒配管を介して順次直列に接続した、圧縮機１１，凝縮器１２，冷媒ドライヤ１３，電子膨張弁１４，熱交換器（蒸発器）１５及びアキュムレータ１１ａを備える。なお、例示の圧縮機１１とアキュムレータ１１ａは一体型である。その他、１７は凝縮器１２に付設した空冷用の凝縮器ファンを示す。また、１８はキャピラリチューブ１９及び制御バルブ２０を直列接続したホットガスバイパス回路であり、このバイパス回路１８は、一端を圧縮機１１と凝縮器１２間に接続し、他端を電子膨張弁１４と熱交換器１５間に接続する。他方、２５は被冷却系であり、熱交換器１５の二次側１５ｓに接続する。したがって、冷媒回路１０は、熱交換器１５の一次側１５ｆに接続される。これにより、被冷却系２５に備える被冷却対象を冷却する冷却水Ｗが熱交換器１５の二次側１５ｓ及び被冷却系２５間を循環するとともに、冷却水Ｗは熱交換器１５の一次側１５ｆに流通する冷媒Ｒとの熱交換により冷却される。この場合、冷凍サイクルＣの基本的な機能（動作）は公知の冷凍サイクルと同じである。

次に、本実施形態に係る物理量検出装置１の具体的構成について、図１〜図７を参照して説明する。

物理量検出装置１は、図２に示すように、冷凍サイクルＣにおける圧縮機１１の吐出高圧側の冷媒流路Ｋａに接続する冷媒センサ３０を備える。冷媒センサ３０は、図３に示すように、カップ状のカバー部３２の開口部に平板状のベース部３３を固着して密閉したハウジング部３１を備えるとともに、ベース部３３に一端側を固着してハウジング部３１の内部に連通する冷媒流入口３４と冷媒流出口３５を備える。また、ベース部３３には三本のリード部（電極部）３６ａ，３６ｂ，３６ｃを貫通させて取付ける。なお、各リード部３６ａ，３６ｂ，３６ｃとベース部３３間は絶縁部により電気的に絶縁する。そして、ハウジング部３１の内部に臨む三本のリード部３６ａ，３６ｂ，３６ｃのうち一本のリード部３６ａを共通リードとし、リード部３６ａとリード部３６ｂ間に一つのサーミスタ２ａを接続するとともに、リード部３６ａとリード部３６ｃ間にもう一つのサーミスタ２ｓを接続する。したがって、冷媒センサ３０は、二つのサーミスタ２ａ，２ｓを内蔵し、いずれのサーミスタ２ａ，２ｓもハウジング部３１内で冷媒Ｒに臨む。一方、ハウジング部３１の外部に突出した三本のリード部３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、図２に示すように、コントローラ４０に接続する。

図１に、コントローラ４０のブロック回路を示す。同図中、２ａ，２ｓは、冷媒センサ３０に内蔵する二つのサーミスタを示す。この場合、一方のサーミスタ２ａが本実施形態に係る物理量検出装置１に用いる基本形態の温度検出素子部２を構成し、他方のサーミスタ２ｓは冷媒流量などの検出に用いる。なお、温度検出素子部２にサーミスタ２ａ，２ｓを用いることにより、コスト面及び検出精度面の双方に最適となる温度検出素子部２を容易に構成できる。

サーミスタ２ａは、一端を直流電源（例えば、ＤＣ１２〔Ｖ〕）４１のホットラインに接続するとともに、他端を、抵抗Ｒ１を介して印加電圧調整部４２に接続する。また、サーミスタ２ａに対して抵抗Ｒ２を並列に接続する。この場合、抵抗Ｒ１とＲ２は、サーミスタ２ａの温度変化による抵抗値変化ができる限り直線になるものを選定する。一方、抵抗Ｒ１の両端は、抵抗Ｒ１の端子電圧（検出信号）Ｖａｉに基づいてサーミスタ２ａの抵抗値を検出する抵抗値検出部４３に接続するとともに、抵抗値検出部４３の出力側は、この抵抗値検出部４３の出力電圧の大きさを調整する出力電圧調整部４４に接続する。この出力電圧調整部４４からは、出力電圧（出力信号）Ｖａが出力し、この出力電圧Ｖａは処理部４５に付与される。

したがって、印加電圧調整部４２，抵抗値検出部４３及び出力電圧調整部４４が、温度検出素子部２の検出結果に基づく検出信号（端子電圧）Ｖａｉを信号処理する信号処理回路３ａを構成するとともに、この信号処理回路３ａと温度検出素子部２が物理量検出手段Ｍｄを構成する。図５には、信号処理回路３ａの回路例を示す。同図中、ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３はオペアンプ、Ｒｖ１は出力電圧調整用の可変抵抗、Ｒ１１〜Ｒ１９は抵抗（固定抵抗）をそれぞれ示す。なお、図５中、図１と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にした。

また、処理部４５は、冷媒温度変換部４及び冷媒圧力変換部５を備え、出力電圧Ｖａは、これら冷媒温度変換部４及び冷媒圧力変換部５にそれぞれ付与される。冷媒温度変換部４は、予め実際の冷媒温度Ｔｒｄと信号処理回路３ａの出力電圧Ｖａの相関関係により求めたデータベース（データテーブル）Ｄｔを用いて、信号処理回路３ａから付与された出力電圧Ｖａを冷媒温度Ｔｒに変換する機能を備える。図６は、データベースＤｔの基礎となる実際の冷媒温度Ｔｒｄ〔℃〕と出力電圧Ｖａ〔Ｖ〕の相関関係を示す特性図であり、Ｔｒａは水温３５〔℃〕、Ｔｒｂは水温２０〔℃〕、Ｔｒｃは水温５〔℃〕のときの特性図をそれぞれ示す。なお、水温は、図２に示した熱交換器１５により冷却される冷却水Ｗの温度である。

冷媒圧力変換部５は、予め実際の冷媒圧力Ｐｒｄと信号処理回路３ａの出力電圧Ｖａの相関関係により求めたデータベース（データテーブル）Ｄｐを用いて、信号処理回路３ａから付与された出力電圧Ｖａを冷媒圧力Ｐｒに変換する機能を備える。図７は、データベースＤｐの基礎となる実際の冷媒圧力Ｐｒｄ〔ＭＰａ〕と出力電圧Ｖａ〔Ｖ〕の相関関係を示す特性図であり、Ｐｒａは水温３２〔℃〕（圧縮機１１の回転数Ｕｒ：２５００〔ｒｐｍ〕）、Ｐｒｂは水温２０〔℃〕（Ｕｒ：１７１０〔ｒｐｍ〕）、Ｐｒｃは水温５〔℃〕（Ｕｒ：９００〔ｒｐｍ〕）のときの特性図をそれぞれ示す。なお、水温は、図２に示した熱交換器１５により冷却される冷却水Ｗの温度である。また、各水温において、圧縮機１１の回転数は一定とし、電子膨張弁１４の調整により低圧圧力が一定となるように強制的に制御するとともに、凝縮器ファン１７の回転数をステップ変化させることにより冷媒圧力Ｐｒｄ〔ＭＰａ〕を変化させたものであり、周囲温度（外気温）は１５〔℃〕である。

したがって、処理部４５は、各種データ処理を行うことができるコンピュータ機能、即ち、ＣＰＵ，ＲＡＭ及びＲＯＭ等のハードウェア及び上述した変換処理を実行する処理プラグラム等のソフトウェアを備えている。一方、冷媒温度変換部４及び冷媒圧力変換部５の出力は、出力部４６に付与され、表示処理及び記憶処理などの必要な出力処理が行われる。なお、冷媒温度変換部４及び冷媒圧力変換部５は物理量変換手段Ｍｃを構成する。

他方、冷媒流量などの検出に用いるサーミスタ２ｓは、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５と共に検出回路５１を構成し、抵抗Ｒ３とＲ５の接続点及びサーミスタ２ｓと抵抗Ｒ４の接続点は、それぞれ抵抗値検出部５２に接続する。また、サーミスタ２ｓと抵抗Ｒ３の接続点は直流電源４１のホットラインに接続するとともに、抵抗Ｒ４とＲ５の接続点はトランジスタＱ（コレクタ−エミッタ間）を介してアースラインに接続する。一方、抵抗値検出部５２の出力側は加熱電流設定部５３に接続するとともに、加熱電流設定部５３の出力側はトランジスタＱのベースに接続する。そして、抵抗Ｒ４とＲ５の接続点電位（出力電圧Ｖｓ）は、処理部４５に付与される。図５には、抵抗値検出部５２及び加熱電流設定部５３の回路例を示す。図５中、ＯＰ４，ＯＰ５はオペアンプ、Ｒｖ２は電流調整用の可変抵抗、Ｒ２１〜Ｒ２９は抵抗（固定抵抗）をそれぞれ示す。なお、図５中、図１と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にした。

さらに、処理部４５は、冷媒流量変換部５４を備え、上述した出力電圧Ｖｓは、冷媒流量変換部５４に付与される。冷媒流量変換部５４では出力電圧Ｖｓが冷媒流量に変換され、出力部４６に付与される。冷媒流量変換部５４は、予め実際の冷媒流量と出力電圧Ｖｓの相関関係から求めたデータテーブルＤｆを用いて、出力電圧Ｖｓを冷媒流量に変換する機能を備える。なお、変換する際には、必要により、水温，冷媒温度などのパラメータが考慮される。

その他、６１は液バック検出部であり、冷媒センサ３０を圧縮機１１の吸入低圧側における冷媒流路Ｋｂに接続した際に用いることができる。この場合、例示の圧縮機１１とアキュムレータ１１ａは一体型のため、冷媒流路Ｋｂは、圧縮機１１とアキュムレータ１１ａ間における冷媒流路となるが、必要によりアキュムレータ１１ａの流入側（上流側）を冷媒流路Ｋｂとして利用することもできる。液バック現象は、熱交換が十分に行われない冷媒Ｒがミスト状又は液塊状となって圧縮機１１に戻される現象であり、液バック現象が発生した場合、ミスト状又は液塊状の冷媒Ｒが圧縮機１１により液圧縮されるため、圧縮機１１の故障原因となる。冷媒センサ３０は、サーミスタ２ｓが冷媒Ｒに直接臨むため、液バック現象を容易に検出できる。

即ち、液バック現象によりミスト状又は液塊状の冷媒Ｒが戻されるとサーミスタ２ｓに付着する。付着した冷媒Ｒは気化する際にサーミスタ２ｓを急速に冷却する。この結果、出力電圧Ｖｓも急速に低下するため、この出力電圧Ｖｓの大きさを監視することにより液バック現象を検出できる。したがって、液バック検出部６１には、予め液バック現象を検出可能な閾値を設定し、出力電圧Ｖｓがこの閾値に達したなら液バック現象として検出する。そして、液バック現象を検出したなら液バック検出信号を出力部４６に付与し、電子膨張弁１４の開度を調整することにより液バック改善処理を行うとともに、改善しない場合には圧縮機１１の運転を停止するなどの異常発生処理を行うことができる。

次に、本実施形態に係る物理量検出装置１の使用方法及び動作について、各図を参照して説明する。

まず、冷媒センサ３０を冷凍サイクルＣに接続する。図２は圧縮機１１の吐出高圧側における冷媒流路Ｋａに冷媒センサ３０を直列に接続した場合を示す。この場合、冷媒流路Ｋａの中途位置を分割し、図３に示すように、一方の冷媒流路Ｋａｆに冷媒流入口３４を接続するとともに、他方の冷媒流路Ｋａｒに冷媒流出口３５を接続する。

そして、冷凍サイクルＣを作動させれば、冷媒回路１０を冷媒Ｒが循環し、熱交換器１５により冷却液Ｗが冷却（温調）される。また、冷媒Ｒの温度（冷媒温度Ｔｒ）と冷媒Ｒの吐出圧力（冷媒圧力Ｐｒ）が本実施形態に係る物理量検出装置１により検出される。即ち、冷凍サイクルＣの作動により、圧縮機１１から吐出した冷媒Ｒは、冷媒流路Ｋａｆ及び冷媒流入口３４を流通してハウジング部３１内に流入するとともに、冷媒流出口３５及び冷媒流路Ｋａｒを流通して凝縮器１２側に至る。ハウジング部３１内には、二つのサーミスタ２ａ，２ｓが臨むため、冷媒Ｒは、サーミスタ２ａ，２ｓに直接接触し、冷媒温度Ｔｒに対応してサーミスタ２ａ，２ｓの抵抗値が変化する。この際、サーミスタ２ａに対しては直流電源４１からＤＣ電圧（例示は１２〔Ｖ〕）が印加されるため、サーミスタ２ａと抵抗Ｒ１の並列回路、更には直列接続された抵抗Ｒ１を通して電流が流れる。一方、印加電圧調整部４２からは、抵抗Ｒ１に対して印加電圧調整用の電圧、例えば、９〔Ｖ〕が印加される。これにより、サーミスタ２ａに対する印加電圧は最大でも３〔Ｖ〕となり、サーミスタ２ａの自己発熱が有効に抑制される。そして、抵抗値検出部４３からは、サーミスタ２ａの抵抗値、即ち、抵抗Ｒ１の端子電圧（検出信号）Ｖａｉに基づいてサーミスタ２ａの抵抗値に比例した電圧が検出され、この電圧は出力電圧調整部４４に付与される。出力電圧調整部４４からは、内蔵する出力電圧調整用の可変抵抗器Ｒｖ１（図５）により大きさが調整された出力電圧Ｖａが出力する。

他方、出力電圧調整部４４から出力した出力電圧Ｖａは、冷媒温度変換部４及び冷媒圧力変換部５の双方に付与される。冷媒温度変換部４では、出力電圧Ｖａに対応する冷媒温度ＴｒがデータベースＤｔから読出され、出力部４６に付与される。これにより、出力部４６では、得られた冷媒温度Ｔｒがデジタル表示部等によりリアルタイムで表示されるとともに、制御データなどとして制御系に付与される。また、必要により履歴データとして記憶部に記憶される。例示の場合、冷媒温度Ｔｒはモニタデータとして使用される。即ち、冷媒温度Ｔｒを監視し、予め設定した限界温度に達したなら、圧縮機１１の運転を停止させる。これにより、圧縮機１１の保護を図ることができる。

また、冷媒圧力変換部５では、出力電圧Ｖａに対応する冷媒圧力ＰｒがデータベースＤｐから読出され、出力部４６に付与される。これにより、出力部４６では、得られた冷媒圧力Ｐｒがデジタル表示部等によりリアルタイムで表示されるとともに、制御データなどとして制御系に付与される。また、必要により履歴データとして記憶部に記憶される。例示の場合、冷媒圧力Ｐｒは制御データとして使用され、この冷媒圧力Ｐｒの大きさに対応して凝縮器ファン１７の回転数或いは圧縮機１１の回転数が制御される。

よって、このような本実施形態に係る物理量検出装置１によれば、冷媒温度Ｔｒを検出可能に取付けた温度検出素子部２の検出結果に基づく検出信号（端子電圧）Ｖａｉから出力信号（出力電圧）Ｖａを得、更にこの出力信号Ｖａを変換して冷媒温度Ｔｒ及び冷媒圧力Ｐｒを求めるようにしたため、単一の温度検出素子部２を利用して冷媒温度Ｔｒ及び冷媒圧力Ｐｒの双方を検出することができる。したがって、冷媒圧力Ｐｒを検出する別途の圧力センサが不要となり、部品コスト及び組付コストに係わる大幅なコストダウンを実現できるとともに、組付スペースの確保や配線の引き回しなどの構造設計上の不利益を半減できる。

しかも、温度検出素子部２は冷媒Ｒ中に臨ませて取付けるため、冷媒温度Ｔｒを直接検出でき、検出精度、更には制御精度をより高めることができるとともに、冷媒Ｒが直接接触することから、例えば、液バック現象や冷媒流量などの冷媒温度Ｔｒ以外の情報を容易に得ることができる。加えて、実際の冷媒温度Ｔｒｄと信号処理回路３ａの出力電圧Ｖａの相関関係により求めたデータベースＤｔを用いて変換する冷媒温度変換部４を用いたため、比較的簡易な手段によって的確（正確）な冷媒温度Ｔｒを容易に得ることができるとともに、実際の冷媒圧力Ｐｒｄと信号処理回路３ａの出力電圧Ｖａの相関関係により求めたデータベースＤｐを用いて変換する冷媒圧力変換部５を用いたため、比較的簡易な手段によって的確（正確）な冷媒圧力Ｐｒを容易に得ることができる。

次に、物理量検出装置１における冷媒センサ３０の接続態様の変更例について、図４，図８及び図９を参照して説明する。

図２（図３）に示した冷媒センサ３０の接続態様は、冷媒流路Ｋａに対して直列に接続することにより、全ての冷媒Ｒを冷媒センサ３０に流通させようにしたが、図４に示す接続態様は、例えば、冷媒流路Ｋａから分岐して他の冷媒流路Ｋｃに至る検出用の分岐冷媒流路Ｋｓを設け、この分岐冷媒流路Ｋｓの中途位置に、冷媒センサ３０の冷媒流入口３４と冷媒流出口３５を接続したものであり、図８及び図９が具体的な接続例となる。

図８は、圧縮機１１の吐出高圧側における第一冷媒流路Ｋａと凝縮器１２の冷媒流路Ｋｅの中途位置Ｋｅｍ間に並列接続した分岐冷媒流路Ｋｓｆの中途に冷媒センサ３０を接続した例を示す。なお、１２ｆ…は冷媒流路Ｋｅに付設された放熱フィンを示す。また、例示の冷凍サイクルＣは、バイパス回路１８が接続されているため、このバイパス回路１８の接続点（分岐点）に対して下流側にある冷媒流路Ｋａｙに分岐冷媒流路Ｋｓｆを接続する場合を実線で示すとともに、バイパス回路１８の接続点に対して上流側にある冷媒流路Ｋａｘに分岐冷媒流路Ｋｓｆを接続する場合を仮想線で示す。

図９は、圧縮機１１の吐出高圧側における第一冷媒流路Ｋａと凝縮器１２の流出側における第二冷媒流路Ｋｃ間に並列接続した分岐冷媒流路Ｋｓｄの中途に冷媒センサ３０を接続した例を示す。この場合、バイパス回路１８の接続点に対して下流側にある冷媒流路Ｋａｙに分岐冷媒流路Ｋｓｄを接続する場合を実線で示すとともに、バイパス回路１８の接続点に対して上流側にある冷媒流路Ｋａｘに分岐冷媒流路Ｋｓｄを接続する場合を仮想線で示す。

このような分岐冷媒流路Ｋｓｆ又は分岐冷媒流路Ｋｓｄを設けることにより、サーミスタ２ａ，２ｓの検出精度を高めることができるとともに、サーミスタに電流を常時流して使用する場合であっても電流を小さくできる利点がある。このように冷媒センサ３０を接続する態様として、少なくとも、冷媒流路（主回路）に対して直列に接続する図２及び図３に示す接続態様（全流型）と、冷媒流路（主回路）に分岐流路を並列に接続し、この分岐流路に接続する図４，図８及び図９に示す接続態様（分流型）を例示したが、単一の温度検出素子部２（冷媒センサ３０）を用いるが故に目的に対応した各種の接続位置又は接続態様を選択することができる。なお、吸入側には全流型を使用し、吐出側には全流型又は分流型のいずれかを使用するなどの使い分けも有効である。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の精神（要旨）を逸脱しない範囲において、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、温度検出素子部２を構成するサーミスタ２ａは、二以上のサーミスタを組合わせてサーミスタ２ａとする場合を排除しないとともに、サーミスタ２ｓを除いたサーミスタ２ａのみで冷媒センサ３０を構成する場合を排除しない。また、冷媒センサ３０は前述したように、圧縮機１１の吸入低圧側における冷媒流路Ｋｂに接続してもよいなど、その他、例示以外の各種接続態様が考えられる。さらに、冷媒温度変換部４は、予め実際の冷媒温度Ｔｒｄと信号処理回路３ａの出力電圧（出力信号）Ｖａの相関関係により求めたデータベースＤｔを用いて変換するとともに、冷媒圧力変換部５は、予め実際の冷媒圧力Ｐｒｄと信号処理回路３ａの出力電圧（出力信号）Ｖａの相関関係により求めたデータベースＤｐを用いて変換する例を示したが、関数化した演算式による演算処理により求めてもよい。なお、信号処理回路３ａの信号処理には、端子電圧（検出信号）Ｖａｉをそのまま出力電圧（出力信号）Ｖａとして出力する場合も含まれる。また、本明細書における冷却水Ｗとは、水のみならず、空気，油等の各種流体を含むとともに、冷却対象と加熱対象の双方を含む概念である。

以上のように、本発明に係る冷凍サイクル用物理量検出装置１は、冷凍サイクルを循環する冷媒に係わる少なくとも冷媒温度及び冷媒圧力を検出する際に用いて好適であり、各種冷却装置又は加熱装置、更には冷却装置及び加熱装置を含む各種温調装置に利用できる。

Claims (9)

1. 冷凍サイクルを循環する冷媒に係わる物理量を検出する冷凍サイクル用物理量検出装置において、冷媒温度を検出可能に取付けた温度検出素子部及びこの温度検出素子部の検出結果に基づく検出信号を信号処理する信号処理回路を有する物理量検出手段と、前記信号処理回路の出力信号を冷媒温度に変換する冷媒温度変換部及び前記出力信号を冷媒圧力に変換する冷媒圧力変換部を有する物理量変換手段を備えることを特徴とする冷凍サイクル用物理量検出装置。
2. 前記温度検出素子部には、サーミスタを用いることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル用物理量検出装置。
3. 前記温度検出素子部は、冷媒中に臨ませて取付けることを特徴とする請求項１又は２記載の冷凍サイクル用物理量検出装置。
4. 前記温度検出素子部は、前記冷凍サイクルを構成する主回路となる冷媒流路に直接接続することを特徴とする請求項１，２又は３記載の冷凍サイクル用物理量検出装置。
5. 前記温度検出素子部は、少なくとも、冷凍サイクルに備える圧縮機の吐出高圧側における冷媒流路，圧縮機の吸入低圧側における冷媒流路，のいずれか一方又は双方に接続することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の冷凍サイクル用物理量検出装置。
6. 前記温度検出素子部は、前記冷凍サイクルを構成する主回路に対して並列に接続した分岐冷媒流路に接続することを特徴とする請求項１，２又は３記載の冷凍サイクル用物理量検出装置。
7. 前記温度検出素子部は、少なくとも、冷凍サイクルに備える圧縮機の吐出高圧側における第一冷媒流路と凝縮器の流出側における第二冷媒流路間に並列接続した分岐冷媒流路，前記第一冷媒流路と凝縮器の冷媒流路の中途位置間に並列接続した分岐冷媒流路，のいずれか一方又は双方に接続することを特徴とする請求項１，２，３又は６記載の冷凍サイクル用物理量検出装置。
8. 前記冷媒温度変換部は、予め実際の冷媒温度と前記信号処理回路の出力信号の相関関係により求めたデータベースを用いて変換することを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル用物理量検出装置。
9. 前記冷媒圧力変換部は、予め実際の冷媒圧力と前記信号処理回路の出力信号の相関関係により求めたデータベースを用いて変換することを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル用物理量検出装置。

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