JPH02683Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH02683Y2 JPH02683Y2 JP1977035920U JP3592077U JPH02683Y2 JP H02683 Y2 JPH02683 Y2 JP H02683Y2 JP 1977035920 U JP1977035920 U JP 1977035920U JP 3592077 U JP3592077 U JP 3592077U JP H02683 Y2 JPH02683 Y2 JP H02683Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- cycle
- output
- control signal
- cooler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Description
この考案は、冷凍サイクルの圧縮機吸入側、そ
の他冷媒配管内に挿入されて、冷媒状態を検出す
る冷媒状態検出装置に関するものである。 冷凍サイクルなどにおいては、冷却器コイル上
に凝縮物が氷結したりすることにより、あるいは
その他の外的要因もしくはサイクルを構成してい
る機器、制御系の不調などによつて、十分に加熱
されていない冷媒、甚だしい場合は液相のまゝの
冷媒が、間歇的、連続的に圧縮機の吸入ラインに
流入し、サイクルに悪影響を与えてその高効率運
転を妨げ、最悪の場合には圧縮機の破損事故を招
来するようなことがある。 冷凍サイクルでの、このような圧縮機の事故を
防止し、かつサイクルの安定運転を行なうため
に、従来から種々の制御方法が提案されており、
代表的なものとしては、冷却器出口の加熱度を所
定の範囲内で一定に維持させる方法がある。この
方法は一般に温度作動する自動膨張弁を用い、冷
却器出口付近の冷媒の温度、圧力を検出して、弁
開度を自動調整するものであるが、この方法では
冷媒の状態を、検出された温度、圧力から機械的
に演算して、弁にフイードバツクさせるから、通
常、応答速度が遅い憾みがあり、このために常に
冷却器出口での冷媒の過熱度を過大に設定しなけ
ればならず、従つて冷却器を効果的に使用でき
ず、冷却器が大型化しかつ冷凍サイクル中の冷媒
量を増加させる必要があつた。 そしてまた特に熱ポンプ式冷凍サイクルでは、
前記のように過熱度を大きく設定することから、
その室外側コイルユニツトが大型化し、さらに圧
縮機の吸入冷媒が過熱ガスであるために冷凍機潤
滑油の分離が促進される傾向を示して冷却器中に
滞溜を生じ易く、従つて良好な油戻りがなされず
損傷事故を誘発し易いのであり、この油戻りを促
進するために複雑な装置を付加する必要があつ
た。さらにまたこのような過熱度の過大な設定
は、必然的に吐出温度の上昇を促し、そのために
サイクルの成積係数などの経済指標係数の低下に
つながる。 さらに前記とは別に、凝縮器出口での過冷却度
を調節する方法もあるが、この方法は冷却器出口
の冷媒状態に対しては二次的制御であり、冷却器
側の負荷変動に対する決定的な有効さを認め得な
いものであつた。 このように従来の冷凍サイクルでは、ある程度
の経済性、装置の大型化、煩雑さなどを無視すれ
ば、日常的な冷却器側の負荷変動に対しておゝよ
そ追随してきているのであるが、しかし冷凍サイ
クル中の冷媒の挙動は非常に動的であり、従来の
サイクル中にみられるような機械的な冷媒状態検
出機構では、このような冷媒の動的挙動に完全に
追随できないものであつた。 この考案は以上のような従来の冷媒状態検出機
構の諸欠点に鑑み、冷媒の瞬時状態を電気的容量
に変換して、正確にかつ連続的に検出させるよう
にして、これを改善したものである。 以下この考案に係わる冷媒状態検出装置の実施
例につき、添付図面を参照して詳細に説明する。 第１図，はこの考案の一実施例を示し、こ
の第１図，において、１は冷媒循環回路の一
部を形成する金属管、２，３は金属管１の管内に
相対向して配された電極板で、冷媒が電極２，３
間を通過する静電容量素子を形成している。４，
５は両電極板２，３から管壁の絶縁体８，９を通
して引き出された導線、６，７は同端子である。 このように構成された冷媒状態検出装置を、冷
凍サイクルの圧縮機吸入側管路において、Ａ端が
蒸発器側、Ｂ端が圧縮器側となるように挿入させ
ると、サイクル作動中の冷媒の流れは矢印方向と
なる。 こゝで前記電極板２，３間に電圧をかけたと
き、特定の条件を満足させれば、これをコンデン
サとして作用させることができる。一般にコンデ
ンサの静電容量は、電極板が平行平板であると
き、 Ｃ＝εp・Ｋ・Ｓ／ｄ ……(1) 但し、εp：真空の誘電率〔Ｆ／ｍ〕 Ｃ：静電容量〔Ｆ〕 Ｓ：電極面積〔m2〕 ｄ：電極間隔〔ｍ〕 Ｋ：比誘電率（電極間物質） のように表わすことができる。この(1)式によつて
平行平板型のコンデンサの静電容量は電極間物質
の誘電率に比例することが明らかである。 そして冷媒の状態による比誘電率を「冷媒Ｒ−
22（CHF2Cl）」を例にとつて示すと次のとおりで
ある。
の他冷媒配管内に挿入されて、冷媒状態を検出す
る冷媒状態検出装置に関するものである。 冷凍サイクルなどにおいては、冷却器コイル上
に凝縮物が氷結したりすることにより、あるいは
その他の外的要因もしくはサイクルを構成してい
る機器、制御系の不調などによつて、十分に加熱
されていない冷媒、甚だしい場合は液相のまゝの
冷媒が、間歇的、連続的に圧縮機の吸入ラインに
流入し、サイクルに悪影響を与えてその高効率運
転を妨げ、最悪の場合には圧縮機の破損事故を招
来するようなことがある。 冷凍サイクルでの、このような圧縮機の事故を
防止し、かつサイクルの安定運転を行なうため
に、従来から種々の制御方法が提案されており、
代表的なものとしては、冷却器出口の加熱度を所
定の範囲内で一定に維持させる方法がある。この
方法は一般に温度作動する自動膨張弁を用い、冷
却器出口付近の冷媒の温度、圧力を検出して、弁
開度を自動調整するものであるが、この方法では
冷媒の状態を、検出された温度、圧力から機械的
に演算して、弁にフイードバツクさせるから、通
常、応答速度が遅い憾みがあり、このために常に
冷却器出口での冷媒の過熱度を過大に設定しなけ
ればならず、従つて冷却器を効果的に使用でき
ず、冷却器が大型化しかつ冷凍サイクル中の冷媒
量を増加させる必要があつた。 そしてまた特に熱ポンプ式冷凍サイクルでは、
前記のように過熱度を大きく設定することから、
その室外側コイルユニツトが大型化し、さらに圧
縮機の吸入冷媒が過熱ガスであるために冷凍機潤
滑油の分離が促進される傾向を示して冷却器中に
滞溜を生じ易く、従つて良好な油戻りがなされず
損傷事故を誘発し易いのであり、この油戻りを促
進するために複雑な装置を付加する必要があつ
た。さらにまたこのような過熱度の過大な設定
は、必然的に吐出温度の上昇を促し、そのために
サイクルの成積係数などの経済指標係数の低下に
つながる。 さらに前記とは別に、凝縮器出口での過冷却度
を調節する方法もあるが、この方法は冷却器出口
の冷媒状態に対しては二次的制御であり、冷却器
側の負荷変動に対する決定的な有効さを認め得な
いものであつた。 このように従来の冷凍サイクルでは、ある程度
の経済性、装置の大型化、煩雑さなどを無視すれ
ば、日常的な冷却器側の負荷変動に対しておゝよ
そ追随してきているのであるが、しかし冷凍サイ
クル中の冷媒の挙動は非常に動的であり、従来の
サイクル中にみられるような機械的な冷媒状態検
出機構では、このような冷媒の動的挙動に完全に
追随できないものであつた。 この考案は以上のような従来の冷媒状態検出機
構の諸欠点に鑑み、冷媒の瞬時状態を電気的容量
に変換して、正確にかつ連続的に検出させるよう
にして、これを改善したものである。 以下この考案に係わる冷媒状態検出装置の実施
例につき、添付図面を参照して詳細に説明する。 第１図，はこの考案の一実施例を示し、こ
の第１図，において、１は冷媒循環回路の一
部を形成する金属管、２，３は金属管１の管内に
相対向して配された電極板で、冷媒が電極２，３
間を通過する静電容量素子を形成している。４，
５は両電極板２，３から管壁の絶縁体８，９を通
して引き出された導線、６，７は同端子である。 このように構成された冷媒状態検出装置を、冷
凍サイクルの圧縮機吸入側管路において、Ａ端が
蒸発器側、Ｂ端が圧縮器側となるように挿入させ
ると、サイクル作動中の冷媒の流れは矢印方向と
なる。 こゝで前記電極板２，３間に電圧をかけたと
き、特定の条件を満足させれば、これをコンデン
サとして作用させることができる。一般にコンデ
ンサの静電容量は、電極板が平行平板であると
き、 Ｃ＝εp・Ｋ・Ｓ／ｄ ……(1) 但し、εp：真空の誘電率〔Ｆ／ｍ〕 Ｃ：静電容量〔Ｆ〕 Ｓ：電極面積〔m2〕 ｄ：電極間隔〔ｍ〕 Ｋ：比誘電率（電極間物質） のように表わすことができる。この(1)式によつて
平行平板型のコンデンサの静電容量は電極間物質
の誘電率に比例することが明らかである。 そして冷媒の状態による比誘電率を「冷媒Ｒ−
22（CHF2Cl）」を例にとつて示すと次のとおりで
ある。
【表】
このように冷媒では、ガス相と液相とにおいて
比誘電率に約６倍の差があり、結局前記平行平板
からなる電極板２，３によるコンデンサの静電容
量には、冷媒のガス相と液相とで同様に約６倍の
差をもつことが判る。この考案はこの性質を利用
する。 第２図はこの考案を適用した制御装置のブロツ
クダイヤフラムであり、１１は前記静電容量素子
を包括した共振回路などの検出器１２は第１のコ
ンパレータ、１３はこの第１のコンパレータ１２
に続いて設けた積分器で、コンパレータ１２と積
分器１３とにより制御信号回路を形成している。
１４は緊急制御信号回路である第２のコンパレー
タ、１５は前記積分器１３を経て得られる第１の
出力で、例えば膨張機構などにフイードバツクさ
れる制御出力であり、また１６は圧縮機の破損が
予想されるようなときにサイクルに緊急処置をと
らせるためのトリガーとなる緊急制御信号である
第２の出力である。 使用例として、従来例で述べた冷凍サイクル、
つまり冷却器出口の過熱度を一定に保持し、かつ
自動膨張弁を使用する冷凍サイクルに、この考案
の検出装置と前記制御装置を適用した場合の動作
について述べる。 サイクルが良好に作動していて電極板間を通過
する冷媒が適正な乾き度に保持されているとき、
換言すると、冷却器での負荷変動その他の擾乱要
因が少く、定常的な冷媒の脈動を除けば、いわゆ
る安定運転がなされていて、自動膨張弁の調整機
能が正しく働いているとき、このとき前記検出器
１１は、冷媒の前記脈動に対応した出力を発生す
るが、この程度の出力では制御出力１５，１６が
共にないように調整しておくことで、サイクルは
安定運転を継続する。 ところが、冷却器での負荷変動その他の要因に
よつて、電極間を通過する冷媒状態が適正とされ
た設定値を越えたとき、例えば乾き度が定常的な
脈動と見做せないほど変動し、これに自動膨張弁
が追随し得なかつたとき、前記検出器１１の出力
は当然増大し、この出力は第１のコンパレータ１
２、積分器１３を経て出力１５となり、サイクル
にバイアスをかけて冷媒状態の適正条件への復旧
を促す。 そしてこの程度の検出器出力では第２のコンパ
レータ１４の設定値に達しないため、出力１６は
ないが、極端な変動、例えば冷却器出口での冷媒
が完全に液状態となつたり、あるいは湿り度が異
常に大きく、このまゝではサイクル機構自体の損
傷が見込まれるときには、検出器１１がそれに見
合つた大出力を発生し、出力１６が出されてサイ
クルに対する緊急処置のトリガーとなり、同処置
が実行されることになる。 従つてこの考案の冷媒状態検出装置によるとき
は、前記したように冷凍サイクルに対しての安全
対策を講ずることができ、従来のような機械的検
出装置と異なつて、冷媒の状態の瞬時値を正確に
かつ連続して出力できるため、冷媒過熱度を過大
に設定する必要がなく、同時にこれに伴い冷却器
の小型化、冷媒量の節減ならびに円滑な油戻りを
期待でき、サイクル損傷事故をなくすことが可能
となる。そしてまたこの考案は既設の冷凍サイク
ルにも簡単に設備でき、しかも構造が簡単である
から安価に提供し得るのである。 なお前記実施例の説明では電極形状を平行平板
としたが、例えば第３図，に示すように前記
金属管１を一方の電極とし、この金属管１の内部
に支持片２１で支持されたより小径の筒状電極２
２を他方の電極としてもよく、電気的容量を形成
する構成であればどのような形状であつてもよ
い。そしてまた冷媒回路中への設備位置にも限定
を受けるものではない。
比誘電率に約６倍の差があり、結局前記平行平板
からなる電極板２，３によるコンデンサの静電容
量には、冷媒のガス相と液相とで同様に約６倍の
差をもつことが判る。この考案はこの性質を利用
する。 第２図はこの考案を適用した制御装置のブロツ
クダイヤフラムであり、１１は前記静電容量素子
を包括した共振回路などの検出器１２は第１のコ
ンパレータ、１３はこの第１のコンパレータ１２
に続いて設けた積分器で、コンパレータ１２と積
分器１３とにより制御信号回路を形成している。
１４は緊急制御信号回路である第２のコンパレー
タ、１５は前記積分器１３を経て得られる第１の
出力で、例えば膨張機構などにフイードバツクさ
れる制御出力であり、また１６は圧縮機の破損が
予想されるようなときにサイクルに緊急処置をと
らせるためのトリガーとなる緊急制御信号である
第２の出力である。 使用例として、従来例で述べた冷凍サイクル、
つまり冷却器出口の過熱度を一定に保持し、かつ
自動膨張弁を使用する冷凍サイクルに、この考案
の検出装置と前記制御装置を適用した場合の動作
について述べる。 サイクルが良好に作動していて電極板間を通過
する冷媒が適正な乾き度に保持されているとき、
換言すると、冷却器での負荷変動その他の擾乱要
因が少く、定常的な冷媒の脈動を除けば、いわゆ
る安定運転がなされていて、自動膨張弁の調整機
能が正しく働いているとき、このとき前記検出器
１１は、冷媒の前記脈動に対応した出力を発生す
るが、この程度の出力では制御出力１５，１６が
共にないように調整しておくことで、サイクルは
安定運転を継続する。 ところが、冷却器での負荷変動その他の要因に
よつて、電極間を通過する冷媒状態が適正とされ
た設定値を越えたとき、例えば乾き度が定常的な
脈動と見做せないほど変動し、これに自動膨張弁
が追随し得なかつたとき、前記検出器１１の出力
は当然増大し、この出力は第１のコンパレータ１
２、積分器１３を経て出力１５となり、サイクル
にバイアスをかけて冷媒状態の適正条件への復旧
を促す。 そしてこの程度の検出器出力では第２のコンパ
レータ１４の設定値に達しないため、出力１６は
ないが、極端な変動、例えば冷却器出口での冷媒
が完全に液状態となつたり、あるいは湿り度が異
常に大きく、このまゝではサイクル機構自体の損
傷が見込まれるときには、検出器１１がそれに見
合つた大出力を発生し、出力１６が出されてサイ
クルに対する緊急処置のトリガーとなり、同処置
が実行されることになる。 従つてこの考案の冷媒状態検出装置によるとき
は、前記したように冷凍サイクルに対しての安全
対策を講ずることができ、従来のような機械的検
出装置と異なつて、冷媒の状態の瞬時値を正確に
かつ連続して出力できるため、冷媒過熱度を過大
に設定する必要がなく、同時にこれに伴い冷却器
の小型化、冷媒量の節減ならびに円滑な油戻りを
期待でき、サイクル損傷事故をなくすことが可能
となる。そしてまたこの考案は既設の冷凍サイク
ルにも簡単に設備でき、しかも構造が簡単である
から安価に提供し得るのである。 なお前記実施例の説明では電極形状を平行平板
としたが、例えば第３図，に示すように前記
金属管１を一方の電極とし、この金属管１の内部
に支持片２１で支持されたより小径の筒状電極２
２を他方の電極としてもよく、電気的容量を形成
する構成であればどのような形状であつてもよ
い。そしてまた冷媒回路中への設備位置にも限定
を受けるものではない。
第１図，はこの考案に係わる冷媒状態検出
装置の一実施例による構成を示す横断、縦断面
図、第２図は同使用状態を説明する回路ブロツク
図、第３図，は他の実施例による構成を示す
横断、縦断面図である。 図において１は金属管、２，３，２２は電極、
１１は検出器、１２，１３は制御信号回路、１４
は緊急制御信号回路である。なお各図中同一符号
は同一または相当部分を示す。
装置の一実施例による構成を示す横断、縦断面
図、第２図は同使用状態を説明する回路ブロツク
図、第３図，は他の実施例による構成を示す
横断、縦断面図である。 図において１は金属管、２，３，２２は電極、
１１は検出器、１２，１３は制御信号回路、１４
は緊急制御信号回路である。なお各図中同一符号
は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 冷媒が両電極間を通過するように、冷凍サイク
ルの冷媒循環路中に形成した静電容量素子、上記
冷媒の状態変化による上記静電容量素子の容量値
変化に応じて検出信号を発生する検出器、上記検
出信号を積分器を介して出力する制御信号回路、
及び上記検出信号の異常値を検知して緊急制御信
号を出力する緊急制御信号回路を備えた冷媒状態
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1977035920U JPH02683Y2 (ja) | 1977-03-24 | 1977-03-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1977035920U JPH02683Y2 (ja) | 1977-03-24 | 1977-03-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53129988U JPS53129988U (ja) | 1978-10-16 |
| JPH02683Y2 true JPH02683Y2 (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=28896107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1977035920U Expired JPH02683Y2 (ja) | 1977-03-24 | 1977-03-24 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02683Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119474A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-19 | Nippon Denso Co | Device for responding to refrigerang amount for refrigerant circulating apparatus |
| JPS5812852U (ja) * | 1981-07-16 | 1983-01-27 | 鹿島建設株式会社 | ニューマチックケーソン工法におけるズリ搬出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3148314A (en) * | 1957-07-15 | 1964-09-08 | Koppers Co Inc | Capacitive probe |
-
1977
- 1977-03-24 JP JP1977035920U patent/JPH02683Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53129988U (ja) | 1978-10-16 |
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