JPH02195242A - 空気混入検知モニタ - Google Patents

空気混入検知モニタ

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JPH02195242A
JPH02195242A JP1320354A JP32035489A JPH02195242A JP H02195242 A JPH02195242 A JP H02195242A JP 1320354 A JP1320354 A JP 1320354A JP 32035489 A JP32035489 A JP 32035489A JP H02195242 A JPH02195242 A JP H02195242A
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JP
Japan
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compressor
air
controller
refrigerant
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JP1320354A
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English (en)
Inventor
Robert K Havemann
ロバート・ケイス・ヘイブマン
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Thermo King Corp
Original Assignee
Thermo King Corp
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Publication date
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005—Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/22—Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids
    • F25B2500/222—Detecting refrigerant leaks

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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、蒸気圧縮式の冷凍装置に関し、より詳細には
、かかる冷凍装置の不適当な作動状態を検知するモニタ
に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
蒸気圧縮式冷凍装置で用いられる冷凍用圧縮機は通常、
例えば低オイル圧力スイッチ又はセンサ及び高ヘッド圧
カスインチ又はセンサの使用により、圧縮機の故障を引
き起こす恐れのある状態に陥らないよう保護される。空
気が閉鎖冷凍装置内へ混入すると、圧縮機が破壊故障又
は突発故障する場合があるが、この場合、問題点を発見
して圧縮機を保護するための措置を講じる時間的余裕が
無い、空気は非凝縮性なのでヘッド圧力を増大させるが
、増大後の圧力はヘッド圧力センサの設定値よりも小さ
い場合があるので圧縮機の内部温度が成る期間に亙り依
然として高い場合がある。温度過昇センサは、冷凍装置
内への空気の混入に起因して引き起こされる圧縮機の故
障を事前に検知して防止する上で完全に満足のゆく成果
を上げていない。
〔発明の概要〕
面単に述べると、本発明は、原動機により駆動される冷
媒圧縮機を有する蒸気圧縮式冷凍装置のための新規で且
つ改良型のモニタを提供することにある。ジルコニア酸
素センサが圧縮機の吐出マニホルド内に配設されると共
にその電気的出力が比較器によりモニタされる。ジルコ
ニア酸素センサは、酸素の無い蒸気又はガス中で適当な
安定温度で動作すると、約800mVの電気的出力を発
生する。電気的出力は、酸素が存在していると低下し、
酸素分圧が104に達していると約200mVになる。
比較器はこの電圧降下を検知して冷凍装置を制御する適
当な信号を発生する。もしこのような状態が所定期間に
亙って続くと、当初は係員に警報が出され、次に冷凍装
置が停止される。
本発明の内容は図面に例示的に示すに過ぎない好ましい
実施例の以下の説明を読むと一層容易に理解できよう。
〔好ましい実施例の説明〕
今、図面を参照すると、例えば電気モータ又は内燃機関
のような原動機16により駆動される冷媒圧縮機14を
有する、フレオンのような冷媒を用いる閉鎖回路12内
へ空気が混入しているかどうかにつきモニタされる冷凍
装置10が示されている。圧縮機14は、高温の冷媒蒸
気を閉鎖冷媒回路12内へ吐出する吐出マニホルド18
と、冷媒回路!2から冷媒蒸気を唆い込む喚気マニホル
ド(図示せず)とを有する。冷媒回路12は、吐出マニ
ホルド18を凝縮器20に連結する高温ガスライン19
を有する。凝縮器20は冷媒から熱を奪って冷媒を凝縮
させ、凝縮した冷媒は受液器22内に一時的に貯蔵され
る。液体ライン23が受液器22と膨張弁24を互いに
連結しており、この膨張弁24は液体冷媒に加わる圧力
を減じるので冷媒が蒸発器26内で熱を吸収して蒸発す
るようになる。蒸発した冷媒はアキュムレータ2B及び
吸込みライン30を経て圧縮機14に戻される。原動機
16は冷凍装置コントローラ32の制御下にあり、この
コントローラ32は温度センサ34を介して、蒸発器2
6の作業空間33内の温度に応答する。
本発明の特徴によれば、冷媒回路!2は、同一の参照番
号が付された矢印で示す冷媒38と接触状態に在る酸素
センサ36を有するモニタ35によって空気混入の有無
がモニタされる。好ましい実施例では、酸素センサ36
は圧縮機14の吐出マニホルド18に形成されたネジ穴
を貫通して螺着されると共にオイル・フラッディングを
防止するよう、或いは空気の取込みにより気泡が生じな
いよう適当なバッフル手段が設けられている。
酸素センサ36は自動車の大気汚染防止装置で用いられ
ているような形式のものであるのが良く、該センサでは
、二酸゛化ジルコニウム固体電解質製の電極40が、ア
ースに対して、その外側表面41上に存在する酸素量と
反比例の関係にある電圧を発生する。電極40の内側表
面43は大気に通じており、かくして矢印45で示す空
気が内側表面43と接触状態に在る。電極40の内部先
端44は、冷媒蒸気38をセンサ電極4oの外側表面4
1の周りに循環させる開口を備えたルーバー付きのシー
ルド42によって機械的に保護されている。
酸素レベルを高信軌度で表す電圧を得るためには、ジル
コニウム製電極40の温度を所定の温度範囲、例えば約
250〜350’Cに保つ必要がある。自動車の排気ガ
スは上述の大気汚染防止環境において所要の温度をもた
らすが、冷媒38の温度は冷媒の種類及びヘッド圧力に
よりまちまちである。かくして、酸素分圧を表す電圧の
読みを高信顛度で得るため、センサ40を所定温度まで
加熱する。たとえば、抵抗コイル46を電極4o内に埋
設すると共に電圧源50に接続された温度コントローラ
4日に接続するのが良い、たとえば、サーミスタ(図示
せず)を用いて電極40の温度に応答するコントローラ
用帰還信号を発生させるのが良い。
電極40はその外側表面41上に酸素が存在しない状態
で動作すると、少な(とも250℃の温度に保たれてい
る限り、5メグオームの負荷でアースに対し約800m
Vの電圧を発生するであろう、もし冷媒回路12に漏れ
口が生じて空気が閉鎖冷媒回路内へ混入すれば、出力電
圧は、酸素分圧が約10−2に達すると、約200mV
まで降下することになる0回#12中にこの酸素量で表
される量の空気が存在している状態で圧81機14を成
る期間に亙って作動させると、圧縮機が損傷することに
なる。本発明は、電圧の変化を検知し、この検知に応答
して冷凍装置10の作動状態を修正する。
より具体的に述べると、センサの電極4oからの出力リ
ード!152が比較器54、例えば、タイプ・エル・エ
ム2901比較器(comparatortype 1
M2901)に接続されている。説明上、比較器54は
、ヒステリシス特性を備えた反転形比較器としての接続
態様で図示してあり、比較器54の反転入力はセンサ3
6の出力に接続されている。
比較器54の非反転入力は分圧器56及び単方向電圧源
に接続されていて、接続部58に基準電圧が生じている
。比較器54の出力はNPN接合トランジスタ60のベ
ースに接続されており、トランジスタのコレクタは単方
向性電圧源に接続されると共にそのエミッタは、常態で
は開離している接点66を有するリレー64の電磁コイ
ル62を介してアースされている。
常態では開離している接点66は冷凍装置コントローラ
32に接続されている。センサ36が所望の安定動作温
度に達するまでの時間を確保できるようにするため、常
態では開離している接点70を有する遅延タイマー68
を設けるのが良い。
冷凍装置10を作動させると、遅延タイマー68はコン
トローラ32によって動作状態になる。遅延タイマー6
8はタイムアウトする(所定時間経過する)と、その接
点70の閉成及びラッチングによりモニタ35を動作可
能にする。換言すると、リレー接点66はタイマー接点
7oを介してコントローラ32に接続されているので、
センサ36からの初期出力電圧しさルが低いと、コント
ローラ32により閉鎖冷媒回路12内への空気の混入に
より発生したものと判断される信号がコントローラ32
に送られないことになる。冷凍装置i。
の作動停止の度に遅延タイマー68をリセフトし、常態
では開離状態にある接点70を開離させる。
空気が冷媒回路12内へ混入していない場合、比較器5
4に印加される8 00mVの信号は接続部58におけ
る基準レベルよりも太き(なり、比較器54は論理レベ
ル“0”をトランジスタ6゜に送ってトランジスタ60
をターンオフ状態に保つ、もし空気が回路12内へ混入
した場合、酸素レベルがセンサ出力電圧を基準電圧レベ
ル以下に降下させる値に達すると、比較器54の出力は
論理レベル“1″に切り替わり、トランジスタ60をタ
ーンオンしてリレー64を付勢する。リレー接点66は
閉成するが、この場合タイマー68がタイムアウトして
いれば、タイマーの接点70を閉成して空気の混入を表
す信号が冷凍装置コントローラ32に送られる。
コントローラ32は閉成状態にある直列接続の接点66
.70により得られる信号に応答して、聴覚又は視覚或
いはこれら両方で認識できる警報器72を直ちに動作さ
せるのが良い、また、コントローラ32は停止タイマー
74の動作時間の設定を開始するのが良い、もし高レベ
ル酸素信号が予め設定された所定の期間に亙り持続すれ
ば、停止タイマー74はタイムアウトしてコントローラ
32に停止信号を出す、タイマー74がタイムアウトす
る前に空気混入信号が止まるとタイマー74はリセット
される。
コントローラ32は圧縮a14を駆動している原動機の
形式に応じてタイマー74により生じる停止信号に応答
する。もし電気モータにより圧縮機を駆動していれば、
コントローラ32は、モータを電圧源に接続している接
触器を開路するのが良い、もし内燃機関を用いて圧縮機
を駆動していれば、コントローラ32は内燃機関と連携
した燃料電磁弁を消勢して内燃機関を停止させるのが良
い。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明に従って構成された冷凍装置用モニタ・シ
ステムを示す略図である。 〔主要な参照番号の説明〕 lO・・・冷凍装置、12・・・冷媒回路、14・・・
冷媒圧縮機、16・・・原動機、18・・・吐出マニホ
ルド、20・・・凝縮器、22・・・受液器、24・・
・膨張弁、26・・・7$51器、28・・・アキュム
レータ、32・・・コントローラ、35・・・モニタ、
36・・・酸素センサ、38・・・冷媒、40・・・電
極、46・・・コイル、48・・・温度コントローラ、
50・・・電圧源、54・・・比較器、56・・・分圧
器、64・・・リレー 6.6.70・・・接点、6日
・−・遅延タイマー 72・・・警報器、74・・・停
止タイマー 特許出願人:ウェスチングハウス・エレクトリック・コ
ーポレーション 代 理 人:加藤 紘一部(外1名)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)冷媒と、吐出マニホルドを有する圧縮機とを含む
    閉鎖冷凍装置の作動中に空気の混入を検知するモニタで
    あって、圧縮機の吐出マニホルド中の冷媒と接触関係に
    あり、冷媒中の酸素量に反比例した出力電圧を発生する
    酸素センサと、酸素センサの出力電圧の所定の変化を検
    知すると所定の信号を発生する比較器手段と、比較器手
    段が発生した所定の信号に応答する制御手段とを有する
    ことを特徴とする空気混入検知モニタ。
  2. (2)酸素センサを所定温度まで加熱する加熱手段を有
    することを特徴とする請求項第(1)項記載の空気混入
    検知モニタ。
  3. (3)制御手段は警報器を含むことを特徴とする請求項
    第(1)項記載の空気混入検知モニタ。
  4. (4)制御手段は圧縮機の作動を中断させる手段を含む
    ことを特徴とする請求項第(1)項記載の空気混入検知
    モニタ。
  5. (5)加熱手段が酸素センサを所定温度に加熱するまで
    制御手段への前記所定信号の入力を遅らせる遅延手段を
    有することを特徴とする請求項第(2)項記載の空気混
    入検知モニタ。
JP1320354A 1988-12-08 1989-12-08 空気混入検知モニタ Pending JPH02195242A (ja)

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US281,143 1988-12-08
US07/281,143 US4890459A (en) 1988-12-08 1988-12-08 Monitor for refrigeration system

Publications (1)

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DE (1) DE3940523A1 (ja)
FR (1) FR2640362A1 (ja)
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