| 【発明の名称】 |
冷却装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】安藤 昌尚
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| 【要約】 |
【課題】ラジアルコンプレッサとコンデンサと膨張弁とエバポレータを備える冷却装置において、必要にして十分な最小限のコンプレッサ電源入力で温度制御できる冷却装置を提供する。
【解決手段】ラジアルコンプレッサ１のモータに入力する電源を、インバータ１０によって可変周波数方式にして、ラジアルコンプレッサ１の回転速度を変化させ、エバポレータ５からの供給する冷却液または冷却ガス１２の温度制御を行ない、ラジアルコンプレッサ１への電源入力を最小限にする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ラジアルコンプレッサとコンデンサと膨張弁とエバポレータとから構成され、エバポレータから供給する冷却液または冷却ガスの温度制御をするようになっている冷却装置において、コンプレッサの回転速度を制御するインバータを設け、インバータの周波数制御によって、コンプレッサとエバポレータを制御するようにしたことを特徴とする冷却装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機に搭載してその制御装置の冷却に利用できる冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の航空機器に搭載されている冷却装置の構成をブロック的に示す。すなわち、航空機の機内温調を行なう場合、冷却部として機能するのが熱負荷部１０８である。この熱負荷部１０８に供給される冷却液または冷却ガス１１２は、エバポレータ１０５の熱交換によって冷却され、ポンプ（またはファン）１０６によって循環する。
【０００３】一方、コンプレッサ１０１により圧縮された高温高圧ガス状冷媒は、図中矢印Ａで示す方向に循環し、コンデンサ１０２により液化され、レシーバ１０３に入り、膨張弁１０４により絞られることで低圧の気液二相とされ、エバポレータ１０５において冷却液または冷却ガス１１２との熱交換により蒸発して、低温低圧のガスとなってコンプレッサ１０１に入る。
【０００４】従来技術では、回転速度が一定のモータで回転させて、供給する冷却液または冷却ガス１１２の温度制御は、温度センサ１０７からの信号を、コントローラ１０９に受け、コントローラ１０９からの制御により、膨張弁１０４を開度調整することによって、実施している。冷却液または冷却ガス１１２はポンプ（またはファン）１０６によって循環し熱負荷部１０８に送られ、航空機内の冷却に用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の冷却装置は以上のように構成されているが、冷却を要する環境すなわち熱負荷部が、非常に高い温度から低い温度にわたる広範囲の制御を必要としているため、最大温度にも対応できるように、常に最大の回転速度でコンプレッサを運転している。供給する冷却液または冷却ガスの温度制御を、膨張弁の開度調整により実施しているが、低い温度のときにも、コンプレッサの回転速度が必要以上に大きい状態で運転されており、コンプレッサへの余分な入力を消費しているという問題があった。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、必要にして十分な最低限の可変回転速度で、電源入力を低減してコンプレッサを駆動し、温度制御ができる冷却装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明の冷却装置は、ラジアル（遠心式）コンプレッサとコンデンサと膨張弁とエバポレータとから構成され、エバポレータから供給する冷却液または冷却ガスの温度制御をするようになっている冷却装置において、コンプレッサの回転速度を制御するインバータを設け、インバータの周波数制御によって、コンプレッサとエバポレータを制御するようにしたことを特徴とする。
【０００８】本発明の冷却装置は、上記のように構成されており、インバータの周波数制御によって、コンプレッサの回転速度を制御し、エバポレータの冷却液または冷却ガスの温度制御をする。この方式により電源入力を低減する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の冷却装置の実施例を図１に基づいて説明する。
【００１０】図１に示す航空機用冷却装置において、冷媒１１はインバータ１０でコントロールされるラジアルコンプレッサ１で圧縮され、コンデンサ２に入り凝縮され、レシーバ３にためられる。さらに膨張弁４で気液２相にされ、エバポレータ５で蒸気化され低温度になる。
【００１１】一方、冷却液または冷却ガス１２は、エバポレータ５で熱交換されて低温度になり、ポンプ（またはファン）６によって送り出されて熱負荷部８に送られる。その循環系の通路に温度センサ７を設置している。
【００１２】上記冷凍サイクルを制御するために、コンピュータ制御によるコントローラ９と周波数変換をするインバータ１０が構成されている。
【００１３】この冷却装置において、ラジアルコンプレッサ１の交流モータの回転速度を周波数によって可変にするためのインバータ１０が備えられており、この点に本発明の特徴がある。
【００１４】インバータ１０は直流入力を交流出力に変換できるもので、コントローラ９とラジアルコンプレッサ１に接続されている。コントローラ９からの入力制御信号を受けて、その信号によりインバータ１０で交流周波数に変化させて、ラジアルコンプレッサ１のモータに可変周波数の交流電圧を供給する。交流モータはそのモータの励磁極数を変化させるか、あるいは印加電圧の周波数を変化させると、回転速度が変化する。この場合は印加電圧の周波数を変化させることにより、回転速度の制御を行なっている。
【００１５】温度センサ７はコントローラ９に接続されており、供給冷却液または冷却ガス１２の温度を検知して、温度センサ７の出力はコントローラ９に入る。この入力によってコントローラ９は、温度の上げ下げの制御信号を前記のインバータ１０に送る。
【００１６】膨張弁４はコントローラ９に接続されており、従来の機能である開度調整のコントロールは行なわず、この冷凍サイクルにおいて、異常な状態になったときだけ、弁を開閉するだけで、供給システムの温度コントロールには使用しない。
【００１７】この冷却装置で、冷却液または冷却ガス１２の温度を下げる場合は、ラジアルコンプレッサ１の回転速度を増大させる。ラジアルコンプレッサ１の場合、回転速度を増大させると、圧縮比が増大する。コンプレッサ出口の冷媒圧力はコンデンサ２での凝縮圧力によりほぼ一定であるので、回転速度が増大すると、コンプレッサ入口圧力、エバポレータ蒸発圧力が下がり、その結果エバポレータ５で冷媒１１の蒸発温度が下がる。その時、冷媒蒸発温度と供給冷却液または冷却ガスの温度差が大きくなるため、エバポレータ５での熱交換量が増大し冷却量が増加するため、供給冷却液または冷却ガス１２の温度を下げることができる。
【００１８】以上のとおり、本発明によればラジアルコンプレッサ１の回転速度の調整により、供給冷却液または冷却ガス１２の温度をコントロールすることができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の冷却装置は上記のように構成されており、従来の膨張弁の開度調整による温度制御を、コンプレッサの回転速度を可変にすることによる温度制御に置き換えることによって、コンプレッサの消費電力を節約することが可能となり、所定の性能を奏することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１９９３
【氏名又は名称】株式会社島津製作所
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】西岡 義明
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０１５６３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７７００ |
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