JPS6145143B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は鉄道車両などに搭載するヒートポンプ
式空調装置に好適で、特に暖房運転の始動を良好
にしたヒートポンプ式空調装置に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

従来より、ヒートポンプ式空調装置において
は、一般的に冷媒回路の保護装置として高低圧圧
力スイツチが設けられている。このスイツチの役
目は、何らかの原因で冷凍サイクル内の冷媒の凝
縮圧力が高くなつた時、高圧圧力スイツチの接点
を開いて圧縮機の回路を切り圧縮機の運転を停止
させる作用と、サイクル内の蒸発圧力が低くなり
過ぎて低圧圧力スイツチの設定値より下つた時に
圧力スイツチの接点を開き、冷凍サイクルの圧縮
機回路を切り圧縮機の運転を停止させる作用を有
し、圧縮機を含む冷媒回路の異常圧力に対する保
護機能を果すことにある。

実際に車両を運用する場合、乗客へのサービス
から営業運転前に夏季は冷房運転、冬季は暖房運
転を行ない、車内を予冷あるいは予熱しておく必
要がある。特に暖房運転の場合、冬季の早朝にお
いては外気温度が零下に下がることがあり、こう
した時、冷媒（Ｒ−22の場合）の温度と飽和圧力
との関係をみると温度０℃で約４Kg／cm²Ｇである
ため、外気温度が０℃より更に下つた時は飽和圧
力も同様に下つて低圧圧力スイツチの設定値を下
回り、低圧圧力スイツチが動作する。したがつ
て、早朝に車両に電源を投入した時、空調装置の
運転を開始する前に低圧圧力スイツチがすでに動
作しているため空調装置が始動せず、予熱が行な
えないという問題が生じていた。これに対処する
ために、低圧圧力スイツチの設定値を予めある程
度以下に下げておく方法も考えられるが、そうし
た場合、空調装置の始動を行なうことができて
も、通常の連続運転状態において冷媒回路の圧力
が異常に低下した場合に、低圧圧力スイツチの設
定値が低過ぎてスイツチが作動しないことも起り
得るので冷媒回路の保護機能を果すことができ
ず、ついには圧縮機の故障を起こすという問題が
生ずる。したがつて大巾に圧力設定値を下げると
いうことができないので、早朝の低温時に空調装
置を始動し得ないという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、冬季の外気温度
低下時においても容易に始動でき、かつ、通常の
連続運転時における回路圧力の異常低下に対する
保護をなし、さらに、制御回路自体の保護も行な
い得るヒートポンプ式空調装置を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、サーモスタツトおよび圧縮機駆動用
電磁接触器に対し直列に接続されたその開閉動作
に対応して開閉する接点を有する低圧圧力スイツ
チを、該低圧圧力スイツチおよびそれに連動する
接点、前記サーモスタツトおよび圧縮機駆動用電
磁接触器に対し並列に設けたタイムリレーの接点
によつて計時時間のみ短絡させる構成としたこと
を特徴としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図にもとづいて説明
する。第１図は冷凍サイクルを示したものであ
る。暖房時は圧縮機１で圧縮された高温高圧のガ
スは四方切換弁２を通り室内側熱交換器３へ送ら
れる。ここで客室よりのリターン空気と熱交換
し、その空気を暖めて客室へ送り込む。室内側熱
交換器３で凝縮された冷媒は減圧装置４を通つて
低圧飽和の液およびガスとなつて室外側熱交換器
５に入り、送風機によつて吸込まれた空気と熱交
換し、低圧飽和ガス又は若干の過熱ガスとなり再
び圧縮機１に戻り冷凍サイクルを形成する。ここ
で、低圧圧力スイツチ６は圧縮機１への冷媒戻り
配管途中すなわち圧縮機１の低圧側にその圧力検
知用配管を接続しており、この冷凍サイクルの圧
力が下れば低圧圧力スイツチ６の接点が開き、こ
の低圧圧力スイツチ６が組込まれているサイクル
の圧縮機回路を切り圧縮機１の運転を停止する。

第２図は低圧圧力スイツチによる保護回路の従
来の電気結線を示したものであり、第３図は本発
明による電気結線の一例を示したものである。図
において、７は前記冷凍サイクルを運転させるた
めの電源スイツチ、８は調和対象部すなわち空気
調和される客室等の検知温度が設定値以下で閉路
する暖房用サーモスタツト、９は前記圧縮機への
給電を直接制御する圧縮機駆動用電磁接触器であ
る。１１は前記低圧圧力スイツチ６に対応した制
御回路の低圧圧力スイツチで、前述のように圧縮
機１の低圧側圧力が設定圧力以下で開路する。１
０は該低圧圧力スイツチ１１に接続されており、
その開閉動作に対応して接点の開閉動作を行なう
補助リレーで、その接点を前記暖房用サーモスタ
ツト８および圧縮機駆動用電磁接触器９に直列に
接続している。１２は前記暖房用サーモスタツト
８、圧縮機駆動用電磁接触器９および前記補助リ
レー１０、低圧圧力スイツチ１１に対して並列に
接続され、その接点を前記低圧圧力スイツチ１１
に並列に設置し計時時間のみ該低圧圧力スイツチ
１１を短絡させるタイムリレーである。

本発明の従来に対する特徴点は、低圧圧力スイ
ツチ１１を暖房用サーモスタツト８および圧縮機
駆動用電磁接触器９からなる回路と分離して並列
設置し、かつタイムリレー１２によつて低圧圧力
スイツチ１１の動作を一定時間の間停止させるよ
うに回路を構成したことである。

従来の回路を第２図により説明すると、暖房用
サーモスタツト８又は低圧圧力スイツチ１１の動
作により圧縮機駆動用電磁接触器９を入、切して
空調を制御していた。このとき、回路圧力が低下
して低圧圧力スイツチ１１の設定値以下になる
と、スイツチのｂ接点が外れるので、電磁接触器
９のコイルが切れ圧縮機を停止し、前述の如く早
朝に起動しようとしても低圧圧力スイツチ１１の
接点が外れ放しであるのでいつまでたつても接触
器９のコイルに通電されず、圧縮機は運転されな
いことになる。

ところが第３図のような電気結線にすると、電
源スイツチ７が投入されれば外気温度が低いため
当然暖房用サーモスタツト８は閉回路となつてお
り、圧縮機駆動用電磁接触器９が励磁されるため
圧縮機が起動する。この時の条件は、補助リレー
１０のａ接点が閉じていることである。ここで、
外気温度が低いため電源を投入すると低圧圧力ス
イツチ１１が動作した場合について述べる。タイ
ムリレー１２の接点はｂ接点であり、タイマー設
定時間内は低圧圧力スイツチ１１の接点が開いて
いても補助リレー１０のコイルには電流が流れる
ことになる。よつて、先ほどの圧縮機駆動用電磁
接触器９の回路のａ接点が閉じるため圧縮機が起
動することになる。タイムリレー１２の設定時間
が経過し、ｂ接点が切れた時低圧圧力スイツチ１
１の接点が閉じていればそのまま稼動し、もし接
点が開いていれば、その時点で補助リレー１０の
コイルに電流が流れなくなるため補助リレー１０
のａ接点が外れ圧縮機が停止することになる。し
かし、一定時間は圧縮機が稼動しているため冷凍
サイクル内の圧力が高くなつている。

以上の運転動作を何回が繰り返しても低圧圧力
スイツチ１１が働き圧縮機１が停止するようであ
れば、それは当然冷凍サイクルに負荷がかかり過
ぎており無理な運転状態、あるいは、冷凍サイク
ル中の配管あるいは機器に冷媒の漏れが生じてい
る場合で運転継続不能状態であることになるた
め、低圧圧力スイツチ１１が保護装置として本来
の役目を果していることになる。以上のように、
低圧圧力スイツチ１１をタイムリレー１２にてそ
の計時時間中短絡させる回路としたため、低温状
態においても前記低圧圧力スイツチ１１の動作に
影響を受けずに空調装置を起動させることができ
る。また、前記タイムリレー１２は暖房用サーモ
スタツト８に対して並列に設けられているため、
電源スイツチ７投入時にのみ動作し、該暖房用サ
ーモスタツト８の開閉に対しては全く動作せず、
該タイムリレー１２自体を保護することができ
る。詳述すると、例えば、前記タイムリレー１２
が暖房用サーモスタツト８と直列に接続した構成
では、タイムリレー１２は運転スイツチ７および
暖房用サーモスタツト８によつて動作するため、
冷凍サイクルに不具合が生じて低圧圧力スイツチ
１１が動作し、補助リレー１０の接点が開路して
圧縮機駆動用電磁接触器９が消磁され圧縮機１が
停止した状態で、空調対象部すなわち客室の温度
が設定値以下に低下した場合、前記暖房用サーモ
スタツト８が閉路し、これに伴つてタイムリレー
１２が低圧圧力スイツチ１１を短絡させ、圧縮機
１が運転不能な状態にも拘らず該タイムリレー１
２の計時時間中動作させて損傷する恐れがある。
ところが、前記本発明の構成においては、暖房用
サーモスタツト８よつてタイムリレー１２が動作
することがなく、前述の不具合が生じることがな
い。さらに、該タイムリレー１２の動作回数を低
減できるため、それ自体を保護することができる
ものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、零下という低温の外気温度条
件において、空調装置の起動時に低圧圧力スイツ
チの作動に伴う圧縮機の起動の能状態が改善さ
れ、その起動が可能となり、かつ、連続運転時の
圧力異常低下に対する保護もできるという効果も
ある。さらに、前記タイムリレーは電源スイツチ
投入時のみ動作することになるため、圧力異常低
下時に生じるサーモスタツトに起因する圧縮機の
起動が防止でき、さらに、該タイムリレーの動作
回数が少なく、故障の発生度合を低減でき、前記
圧縮機および制御回路を保護できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はヒートポンプ式空調装置の冷凍サイク
ルを示す回路図、第２図は従来における制御用電
気機器の結線図、第３図は本発明を適用した制御
用電気機器の結線図である。 １……圧縮機、２……四方切換弁、３……室内
側熱交換器、４……減圧装置、５……室外側熱交
換器、６……高低圧圧力スイツチ、７……電源ス
イツチ、８……暖房用サーモスタツト、９……圧
縮機駆動用電磁接触器、１０……補助リレー、１
１……低圧圧力スイツチ、１２……タイムリレ
ー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、室内側
   熱交換器および冷暖房を切りかける切換弁により
   構成されるヒートポンプ式空調装置において、前
   記圧縮機の低圧側圧力が設定圧力以下で開路する
   低圧圧力スイツチの動作に対応して開閉動作する
   接点、検知温度が設定値以下で閉路するサーモス
   タツトおよび前記圧縮器への給電を制御する圧縮
   機駆動用電磁接触器を直列に接続し、前記低圧圧
   力スイツチ自体およびその動作に対応して開閉動
   作する接点、前記サーモスタツトおよび圧縮機駆
   動用電磁接触器に対してタイムリレーを並列に接
   続し、該タイムリレーの計時時間のみ閉路する接
   点を前記低圧圧力スイツチに並列に接続したこと
   を特徴とするヒートポンプ式空調装置。