JPH0338606Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、冷媒量が簡単かつ正確に検出でき
る冷媒検出手段を備えるヒートポンプに関する。

ところで、本明細書において、ヒートポンプと
は、冷却専用、あるいは冷却と、加温の両方に使
用される両方の装置を含む広い意味に使用する。

［従来の技術並びにその問題点］ ヒートポンプは、冷媒量が減少すると、効率が
低下する。従来の装置は、コンデンサの吐出側
に、冷媒が見えるサイドグラスを設け、このサイ
デグラスから液化した冷媒の流れを見て、冷媒内
に気泡が見えると冷媒が少ないことを検出した。
この構造は至つて簡単であるが、冷媒の確認に多
少熟練を要し、又、冷媒量が相当に減少して、サ
イドグラスの下面に気体が溜り、あるいは、サイ
ドグラスの下面を気体ばかりが流動すると、冷媒
が、液体の状態で流れるか、あるいは、気体の状
態で流れるかの判別ができなくなる欠点があつ
た。

又、常時点検が必要であつた冷媒の管理に手間
が掛かる欠点があつた。

この考案は、従来のこれ等の欠点を除去するこ
とを目的に開発されたもので、この考案の重要な
目的は、冷媒の減少が簡単かつ容易に、しかも確
実に測定できる冷媒検出手段を備えるヒートポン
プを提供するにある。

［従来の問題点を解決する為の手段］ 冷媒検出手段を備えるヒートポンプは、冷媒を
加圧するコンプレツサーと、このコンプレツサー
で加圧され冷媒を冷却液化するコンデンサーと、
液化された冷媒を膨張弁を介して膨張気化させる
エバポレーターとからなり、エバポレーターが周
囲から熱を取り、コンデンサーが周囲に放熱する
ように、構成されたヒートポンプであつて、コン
デンサーの吐出側とコンプレツサーの吸入側とに
冷媒のバイパス路が設けられている。このバイパ
ス路は、コンデンサーの吐出側に位置してサブ膨
張弁が連結されており、バイパス路の吐出側に位
置して、バイパス路を通過した冷媒の温度を検出
する温度センサーが連結されている。バイパス路
は、コンデンサーの吐出側の気泡がスムーズに流
入するように、コンデンサー吐出側の冷媒通路の
上面に連通されており、コンデンサー吐出側の冷
媒に気泡が混入されない状態にあつては、コンデ
ンサーから液化した冷媒がバイパス路に流入し、
コンデンサーの吐出側の冷媒に気泡が混入する状
態にあつては、この気泡がバイパス路に流入し、
バイパス路に流入した冷媒をサブ膨張弁を介して
気化、膨張させ、膨張時の冷却温度センサーで検
出して冷媒量を検出する。

［作用、効果］ 以下、この考案の好ましい実施例を示す第１図
に基づいて、作用を説明する。

この図に於て、コンプレツサー１で加圧された
気体は、コンデンサー２を通過するときに冷却さ
れて液化される。液化された冷媒は、膨張弁３を
通つて膨張され、エバポレーター４で気化され
る。気化された冷媒は再びコンプレツサー１に吸
入されて加圧してコンデンサー２に送られて循環
される。

従つて、コンデンサー２は外部に熱を放出し、
エバポレーター４は外部から熱を吸収する。この
為、この考案のヒートポンプは、これを冷却用に
使用するときは、エバポレーター４を冷却器とし
て使用し、加温に使用するときには、コンデンサ
ー２が加温器として使用する。

第１図の冷媒回路は、コンデンサー２の吐出側
で液化した冷媒に気泡が混入しない状態に冷媒量
が調整される。コンデンサー２の吐出側の冷媒に
気泡が混入すると、膨張弁３からエバポレータ４
に送られる冷媒が減少し、冷却、あるいは加温熱
量が減少する。

この考案は、コンデンサー２の吐出側の冷媒を
バイパス路５に分流し、バイパス路５で冷媒量を
検出する。

冷媒量が適当で、コンデンサー２の吐出側に液
状の冷媒が送り出される正常動作状態のとき、冷
媒の一部がバイパス路５に流入し、バイパス路５
のサブ膨張弁６を通つて、気化膨張され、このと
き、冷媒の大きな気化熱でサブ膨張弁６の吐出側
で冷媒温度を低下させる。冷却された冷媒温度
は、温度センサー７で検出される。

これに対し、冷媒量が減少して、コンデンサー
２の出力側の冷媒に気泡が混入すると、この気泡
は冷媒流路の上面に沿つて流動するので、バイパ
ス路５に流入され、バイパス路５に流入された気
体状の冷媒は、すでに気化しているので、気化熱
で冷媒を冷却できず、サブ膨張弁６の吐出側で、
冷媒温度をそれ程低下させない。

即ち、液状の冷媒がバイパス路５に流入された
状態と、気体の冷媒がバイパス路５に流入された
状態とは、サブ膨張弁６の吐出側に置ける冷媒温
度が著しく相違する。従つて、サブ膨張弁６の吐
出側温度を温度センサー７で検出すると、コンデ
ンサー２の吐出側の冷媒に気泡が混入するかどう
かを検出でき、これによつて冷媒量が適当量かど
うかが検出できる。

温度センサー７によつて冷媒量を検出するこの
考案の冷媒検出手段を備えるヒートポンプは、冷
媒に多少でも気泡が混入すると、温度が著しく異
なる為、冷媒の減少を簡単かつ容易にしかも確実
に検出できる特長が実現される。

又、温度センサーにサーミスターや熱電対等を
使用し、表示部を温検知部から離すことによつて
より簡単に冷媒の不足が検知でき、又、これ等の
温度センサーの出力信号でもつて、冷媒不足時に
警報を出すことも簡単にできる特長が実現でき
る。

［好ましい実施例］ 以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図に示すヒートポンプは、冷媒を加圧する
コンプレツサー１と、コンプレツサー１で加圧さ
れた冷媒を冷却して液化させるコンデンサー２
と、液化された冷媒を膨張弁３を介して気化膨張
させるエバポレーター４と、冷媒検出手段とから
なり、冷媒は、コンプレツサー１、コンデンサー
２、膨張弁３、エバポレーター４を循環して、コ
ンデンサー２が発熱し、エバポレーター４が吸熱
する。

即ち、コンデンサー２は、気体の冷媒が液化す
ることによつて、凝縮熱を発熱し、エバポレータ
ー４は、液体の冷媒が気化することによつて、気
化熱を吸収する。

従つて、ヒートポンプを冷却用に使用する場
合、エバポレーター４を冷却用に使用し、加温用
に使用する場合コンデンサー２を加熱器として使
用する。

又、１台のヒートポンプを、例えば冷暖房用の
エアコンに使用する場合、エバポレーターとコン
デンサーとを切り換えて使用する。

膨張弁３には、エバポレーター４の吐出側温度
を検出して開度が自動的に調整される弁、あるい
は細長いキヤピラリーチユーブ等が使用される。

冷媒検出手段は、コンデンサー２の吐出側とコ
ンプレツサー１の吸入側とに設けられた冷媒のバ
イパス路５と、このバイパス路５のコンプレツサ
ー吸入側に位置して連結された冷媒の温度を検出
する温度センサー７と、コンデンサー２の吐出側
に位置して連結されたサブ膨張弁６とからなる。

バイパス路５は、コンデンサー２の吐出側の冷
媒に混入する気泡がスムーズに流入するように、
第２図に示す如く、冷媒通路８の状面に連通され
ている。即ち、冷媒に導入する気泡は、第２図に
示すように、冷媒通路８の上面に沿つて流動する
ので上面に連通されたバイパス路５にスムーズに
流入する。

サブ膨張弁６は、ここを通過する冷媒を膨張、
気化させて冷媒を冷却する。但し、サブ膨張弁６
を通過する冷媒は、サブ膨張弁６の吐出側近傍を
冷却するだけで充分であつて、エバポレータ４の
如く、大きな放熱面を冷却する必要はない。更
に、冷媒の気化熱は相当に大きく、例えば、通常
に使用されるＲ−１２、Ｒ−２２等のフレオンの
場合約38〜52キロカロリー／キログラムもある
為、サブ膨張弁６を通過させる冷媒量は、膨張弁
３を通過する冷媒量の10分の１以下に調整され
る。サブ膨張弁６の冷媒通過量は、開度が調整で
きる弁の場合開度を調整し、キヤピラリーチユー
ブの場合内径と全長とで調整する。

温度センサー７は、図示しないが、バイパス路
５内に温度検知部を気密に挿入して、直接冷媒温
度を測定することも可能であるが、通常第１図に
示すように、バイパス路５の配管の外周に固定さ
れて、配管を介して冷媒温度を検出する。

温度センサー７には、温度を測定できる全ての
もの、例えばアルコール温度計、液晶温度計、ガ
ス封入式の温度センサー、バイメタル式温度セン
サー、サーミスターや熱電対等の温度センサーが
使用できる。

温度センサー７は、温度検知部をバイパス路配
管の外周に固定するだけで、冷媒量が検知できる
ので、構造が最も簡単な構造にできる。

これに対して、サーミスターや熱電対等の温度
センサーは、これを配管の外周側に固定し、その
出力信号を電気的に処理して、一定温度以上のと
きに警報音を出し、あるいはパイロツトランプを
点滅させ、あるいは又、「冷媒が不足しています」
等の音声を出して冷媒不足を明確に報知できる。

ところで、バイパス路５に流入する冷媒に、気
泡が混入したときと、しないときとで、温度セン
サー７が表示する温度は相当に相違するが、その
検知温度は、本装置の各冷媒の蒸発温度と周囲の
温度によつて決定される。

第１図に示すように、バイパス路５に開閉弁９
を連結し、バイパス路５に常時冷媒を流入させ
ず、開閉弁９を開いて必要なときにだけ冷媒量を
検出することも可能である。

この場合、開閉弁９をタイマーでもつて一定時
間、例えば２時間〜12時間ごとに開いて冷媒量を
検出するか、あるいはヒートポンプを運転する毎
に、その直後に開閉弁９を開いて冷媒を測定する
ことによつて、バイパス路５に分流する少量の冷
媒による効率の低下を防止できる。

ところで、バイパス路５のコンプレツサー１吸
入側連結箇所は、第１図に示すように、エバポレ
ーター４とコンプレツサー１の吸入側との配管の
途中に連結することもできるが、最も簡単には、
コンプレツサーの吸入側に設けられた冷媒補給口
に連結するのが最も簡単である。

又、第３図に示すように、コンデンサー２の吐
出側とコンプレツサー１の吸入側とをバイパス路
５を形成するサブ膨張弁６であるキヤピラリーチ
ユーブで連結し、キヤピラリーチユーブの吐出側
と吸入側配管の途中に温度センサー７を固定し、
温度センサー７でもつてバイパス路５を通過した
冷媒温度を検出して冷媒量を検出することも可能
である。

但しこの場合、温度センサー７は、エバポレー
ター４を通過しない冷媒とバイパス路５を通過し
た両方の冷媒を混合してその温度を測定するの
で、バイパス路５を通つてその吐出側を冷却する
冷却熱が、エバポレーター４を通過した冷媒に多
少奪われる為、量不足時に起こす温度センサー７
の検出温度は多少小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す冷媒検出手
段を備えるヒートポンプの概略断面図、第２図は
冷媒通路とバイパス路の連結部分を示す断面図、
第３図は温度センサー取付部分を示す断面図であ
る。 １……コンプレツサー、２……コンデンサー、
３……膨張弁、４……エバポレーター、４……バ
イパス路、６……サブ膨張弁、７……温度センサ
ー、８……冷媒通路、９……開閉弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 冷媒を加圧するコンプレツサーと、このコン
   プレツサーで加圧され冷媒を冷却液化するコン
   デンサーと、液化された冷媒を膨張弁を介して
   膨張気化させるエバポレーターとからなり、エ
   バポレーターが周囲から熱を取り、コンデンサ
   ーが周囲に放熱するように、構成されたヒート
   ポンプに於て、コンデンサーの吐出側とコンプ
   レツサーの吸入側とに冷媒のバイパス路が設け
   られており、このバイパス路は、コンデンサー
   の吐出側に位置してサブ膨張弁が連結されてお
   り、バイパス路の吐出側に位置して、バイパス
   路を通過した冷媒の温度を検出する温度センサ
   ーが連結されており、更に、バイパス路は、コ
   ンデンサー吐出側の冷媒通路の上面に連通され
   ており、コンデンサー吐出側の冷媒に気泡が混
   入されない状態にあつては、コンデンサーから
   液化した冷媒がバイパス路に流入し、コンデン
   サーの吐出側の冷媒に気泡が混入する状態にあ
   つては、この気泡がバイパス路に流入し、バイ
   パス路に流入した冷媒をサブ膨張弁を介して気
   化、膨張させ、膨張時冷媒の冷却温度を温度セ
   ンサーで検出して冷媒量を検出する冷媒検出手
   段を備えるヒートポンプ。 (2) サブ膨張弁がキヤピラリーチユーブである実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の冷媒検出手
   段を備えるヒートポンプ。 (3) 温度センサーが、温度計、ガス封入式温度セ
   ンサー、バイメタル式温度センサー、サーミス
   ター、熱電対のいずれかである実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の冷媒検出手段を備えるヒ
   ートポンプ。 (4) 温度センサが、バイパス路の配管を介して冷
   媒温度を検出する実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の冷媒検出手段を備えるヒートポンプ。 (5) バイパス路に開閉弁が連結されており、開閉
   弁を開いた状態で、コンデンサーの吐出側から
   冷媒が流入する実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の冷媒検出手段を備えるヒートポンプ。