DE3429329A1

DE3429329A1 - Warnvorrichtung fuer anormalen kuehlmittelzustand in einem raumkuehlkreis

Info

Publication number: DE3429329A1
Application number: DE3429329A
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Mitaka Tokio/Tokyo Nadamoto; Koichi Sano Tochigi Yoinara
Original assignee: Nihon Radiator Co Ltd
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1983-08-09
Filing date: 1984-08-09
Publication date: 1985-02-28
Also published as: FR2550641A1; US4614087A

Description

- 5 -Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Nachweis von Überschuß an Kühlmittel, das in einem Raumkühlkreis einer Fahrzeugklimaanlage zirkuliert, oder zum Nachweis eines anormalen Druckanstiegs des Kühlmittels, wobei eine notwendige Maßnahme wie Alarmgeben ergriffen wird.

Im allgemeinen sind RaumkUhlkreise für Fahrzeugklimaanlagen, wie in Figur 1 dargestellt, aufgebaut. Der Raumkühlkreis enthält ein darin zirkulierendes Kühlmittel. Der Raumkühlkreis enthält einen Kompressor 1, einen Kondensor 2, um das gasförmige Kühlmittel, welches auf eine erhöhte Temperatur und im zuvor erwähnten Kompressor 1 auf einen erhöhten Druck gebracht wurde, durch Kühlen und Kondensieren in eine Hochdruckflüssigkeit umzuwandeln, einen Flüssigkeitstank 3, um dem Kühlmittel Feuchtigkeit und Schmutz zu entziehen und eine Gas-Flüssigkeitstrennung des Kühlmittels vorzunehmen, ein Entspannungsventil 4 für einen plötzlichen Druckabfall des Kühlmittels und somit zur Umwandlung in ein schnell vergasbares Niederdruckkühlmittel, einen Verdampfer 6, um das Kühlmittel zu verdampfen und infolge des thermischen Verhaltens dieses Verdampfungsvorgangs der Luft des Fahrzeuginnenraums Wärme zu entziehen und somit die Luft im Fahrzeuginnenraum zu kühlen, und ein Temperaturmeßröhrchen 5, um die Temperatur des Kühlmittels am Auslaß des Verdampfers 6 zu messen und in Reaktion auf die so gemessene Temperatur den Öffnungsgrad des Entspannungsventils 4 einzustellen. Der Kompressor 1 wird, obwohl nicht dargestellt, über eine Magnetkupplung 8 von einem Fahrzeugmotor angetrieben.

Wenn die Temperatur im Fahrzeuginnenraum unter einen vorgeschriebenen Wert fällt, wird die Magnetkupplung betätigt, um den Betrieb des Kompressors 1 auszusetzen und eine übermäßige Kühlung des Fahrzeuginnenraums zu verhindern.

Da in dem Raumkühl kreis des Fahrzeugs sein Kompressor wie oben beschrieben von dem Fahrzeugmotor angetrieben wird, besteht die Möglichkeit, daß die Fahrbedingung die Drehzahl, mit der der Kompressor angetrieben wird, und auch die Menge und den Druck des im Raumkühlkreis zirkulierenden Kühlmittels ändern wird.

Die Änderung der Menge des zirkulierenden Kühlmittels kann einigermaßen dadurch abgeschwächt werden, daß der Flüssigkeitstank 3 die Fließmenge des Kühlmittels, so wie es erforderlich ist, einstellt. Wenn jedoch der Raumkühl kreis nicht mit einer geeigneten Kühlmittelmenge gefüllt ist, kann trotz des Flüssigkeitstanks 3 nicht die Zirkulation einer geeigneten KUhlmittelmenge erreicht werden. Insbesondere, wenn der Kreis übermäßig mit Kühlmittel gefüllt wird, wird der Flüssigkeitstank 3 bis an das Fassungsvermögen mit flüssigem Kühlmittel gefüllt, die Unterkühlung des Kühlmittels wird auch innerhalb des Flüssigkeitstanks weiter fortschreiten, das Kühlmittel wird einen gerade noch verdampfungsfähigen Zustand auch nach Durchtritt durch das Entspannungsventil 4 beibehalten und das Kühlmittel im Verdampfer kann nicht genügend Wärme aus der Luft aufnehmen. Somit kann der Raumkühlkreis nicht mit voller Leistung arbeiten.

Die zuvor erwähnte Änderung des Kühlmitteldrucks tritt auf, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit plötzlich geändert wird, und die Drehzahl, mit der der Kompressor angetrieben wird, wird daher abrupt verändert. Besonders wenn der Kühlmitteldruck anormal ansteigt, tritt die Möglichkeit ein, daß die Temperatur des Kühlmittels erhöht, das Gleitmittel im Kühlmittel abgebaut und die Kühlleistung des Kreises selbst beeinträchtigt wird.

Um diesen Nachteil auszuschließen, ist es üblich geworden, den Flüssigkeitstank 3 in seinem oberen Teil, wie in Figur 2 dargestellt ist, mit einem Schauglas 7 zu versehen, so daß der Fließzustand des Kühlmittels durch den Flüssigkeitstank 3 durch das Schauglas 7 beobachtet werden kann, und daß beim Nachweis einer ungenügenden Kühlmittelmenge das Kühlmittel geeignet aufgefüllt werden kann. In diesem Fall dienen Luftblasen, die in dem Kühlmittel durch das Schauglas 7 beobachtet werden, als sichtbares Zeichen für eine un.vlnügende Kühlmittelmenge. Deshalb zeigt das Fehlen solcher Luftblasen eine geeignete Kühlmittelmenge an. Luftblasen im Kühlmittel, wie sie durch das Schauglas beobachtet werden, fehlen nicht ausschließlich dann, wenn die Kühlmittelmenge in dem Kreis stimmt. Sie fehlen auch, wenn im Kühlkreis ein Überschuß an Kühlmittel vorliegt. Deshalb ist diese spezielle Anordnung nicht in der Lage, den Überschuß an Kühlmittel genau anzuzeigen.

In einer anderen, bis heute vorgeschlagenen Vorrichtung ist der Flüssigkeitstank 3 mit einem Überdruckschalter versehen, der den Kühlmittel überdruck nachweist, so daß dann, wenn der Druck des Kühlmittels anormal ansteigt, dieser Überdruckschalter den Kompressor außer Betrieb setzt und das anormale Ansteigen des Kühlmitteldrucks verhindert. Der Überdruckschalter ist nur in der Lage,

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das anormale Ansteigen des Druckes nachzuweisen, und ist nicht in der Lage, den KUhlmittelUberschuß festzustellen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Warnvorrichtung für anormalen Kühlmittelzustand im RaumkUhlkreis, welcher einen Überschuß an Kühlmittel im RaumkUhlkreisi auf einer Fahrzeugklimaanlage und ein anormales Ansteigen des Drucks des Kühlmittels nachweist und eine geeignete Maßnahme, wie z.B. Alarmgeben, ergreift.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch eine Warnvorrichtung für anormalen Kühlmittelzustand in einem Raumkühl kreis erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Kühlmittelleitung zum Führen einer HochdruckkUhlmittelflüssigkeit in diesem Raumkühlkreis, einen Sensor, der in dieser KUhlmittelleitung angeordnet ist, mit einem beweglichen Teil versehen ist, eine darin eingeschlossene Arbeitsflüssigkeit aufweist und der auf den Druckunterschied dieser Arbeitsflüssigkeit und dieser KühlmittelflUssigkeit anspricht, einen Schalter und eine Alarmeinrichtung aufweist, die in dieser Kühlmittelleitung angeordnet ist und mit diesem beweglichen Teil verbunden ist, und daß diese Arbeitsflüssigkeit einen höheren Sättigungsdruck als dieses Kühlmittel aufweist und diesen Schalter dann betätigt, wenn das Ausmaß der Unterkühlung dieses Kühlmittels einen vorgeschriebenen Wert überschreitet und der Druck des Kühlmittels den Druck dieser Arbeitsflüssigkeit Übersteigt, und wenn der Druck des Kühlmittels den Druck übersteigt, bei dem diese ArbeitsflUssigkeit vollständig im gasförmigen Zustand vorliegt.

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Diese Erfindung betrifft auch eine Warnvorrichtung für anormale Kühlmittelbedingungen in einem Raumkühlkreislauf, in dem der zuvor erwähnte Schalter dazu dient einen Kompressor ein- und auszuschalten, und sie ist mit einem Zeitgeberschaltkreis zur Messung der Schaltdauer des Schalters und zur Betätigung der Alarmeinrichtung versehen wenn die Schaltdauer einen vorgeschriebenen Wert überschreitet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Arbeitsprinzips eines Fahrzeugraumkühlkreises,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Flüssigkeitstank,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Warnvorrichtung für anormale Kühlmittelbedingungen in einen Raumkühlkreis,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der in einem Raumkühlkreis angeordneten Vorrichtung der Figur 3,

Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Raumkühlkreises in einer Mollierdarstellung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung, t

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F1g. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der in einem Raumkühlkreis angeordneten Vorrichtung der Figur 6,

Fig. 8 ein erläuterndes Diagramm, das die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, wenn der Raumkühlkreislauf übermäßig mit Kühlmittel gefüllt ist,

Fig. 9 ein erläuterndes Diagramm, das die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, wenn der Druck des Kühlmittels anormal hoch ist.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung bezüglich einer in den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsform beschrieben.

Figur 3 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung für anormalen Kühlmittelzustand in einem Raumkühlkreis.

Eine in Figur 3 dargestellte KUhlmittelleitung 15 stellt einen Teil einer zwischen einem Kondensor 2 und einem Entspannungsventil 4 angeordneten Kühlmittel leitung im Diagramm der Figur 1 dar. In der Kühlmittelleitung 15 zirkuliert eine Hochdruckkühlmittelflüssigkeit 12. An der Kühlmittelleitung 15 1st ein Gehäuse 16 angebracht, das einen Hohlraum enthält, welcher mit dem Innenraum dieser Kühlmittelleitung 15 durch eine hierin angebrachte Öffnung 17 in Verbindung steht. Dieses Gehäuse 16 1st mit einem Sensor 14 versehen, der ein Teil 14a mit kleinem Durchmesser, welches in den Innenraum der Kühlmittelleitung 15 ragt, und einen Teil 14b mit großem Durchmesser aufweist, welches im Gehäuse 16 angeordnet ist.

Dieser Sensor 14 weist eine darin eingeschlossene Arbeitsflüssigkeit 13 auf und ist mit einem Diaphragma 23 als bewegliches Teil versehen, welches durch die Differenz zwischen dem Druck der Arbeitsflüssigkeit 13 und dem Druck des Kühlmittels 12 betätigt wird. Ein Schalter 10, der einen feststehenden Kontakt 19, welcher im Gehäuse 16 angeordnet ist und mit einem Kontaktstift 22 versehen ist, und einen beweglichen Kontakt 21 enthält, welcher im Gehäuse 16 angeordnet ist, und der mit einem Kontaktstift 18 versehen und mit dem Diaphragma 23 verbunden ist, ist elektrisch an eine Alarmeinrichtung 11 angeschlossen.

Die Temperatur-Druckabhängigkeit der in dem zuvor erwähnten Sensor 14 eingeschlossenen Arbeitsflüssigkeit und des zuvor erwähnten zirkulierenden Kühlmittel sind in Figur 4 dargestellt. In diesem Diagramm ist auf der vertikalen Achse der Druck P und auf der horizontalen Achse die Temperatur T aufgetragen. Das Symbol Hj bezeichnet die Sättigungsflüssigkeitskurve der Arbeitsflüssigkeit 13 und das Symbol F bezeichnet die Sättigungsf lüssigkeitskurve des in Zirkulation befindlichen Kühlmittels 12. Aus dem Diagramm ist zu entnehmen, daß der Sättigungsdruck der Arbeitsflüssigkeit 13 höher ist als der des in Zirkulation befindlichen Kühlmittels 12. In dem zuvor erwähnten Sensor 14 ist die Arbeitsflüssigkeit 13 in einem festliegenden Volumen eingeschlossen. Insofern, als die Arbeitsflüssigkeit 13 teilweise im flüssigen Zustand bleibt, steigt der Druck längs der Sättigungsf lüssigkei-tskurve H₁ mit zunehmender Temperatur an. Wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Arbeitsflüssigkeit 13 vollständig in Gas umgewandelt und der Zustand oberhalb der Geraden H₂ wird angenommen, bei dem der Druck mit zunehmender Temperatur nicht wesentlich ansteigt. M.O.P. (maximum operating pressure) steht für den Punkt, an dem die sich zuvor erwähnte ArbeitsflUssigkeit 13 vom gesättigten Zustand, der die Koexistenz von Gas und Flüssigkeit der Arbeitsflüssigkeit erlaubt, zum vollständig gasförmigen Zustand verschiebt, und der M.O.P. wird durch Vergrößern

oder Verkleinern des Volumens der in dem zuvor erwähnten Sensor 14 eingeschlossenen Arbeitsflüssigkeit 13 eingestellt.

Wenn das Volumen der in dem Sensor eingeschlossenen Arbeitsflüssigkeit 13 zunimmt, weil die Temperatur, bei der die Arbeitsflüssigkeit 13 vollständig als Gas vorliegt, ansteigt, wandert der M.O.P. längs der Sättigungsflüssigkeitskurve H. nach oben. Mit anderen Worten, der M.O.P. (maximaler Arbeitsdruck), der den höchstmöglichen Druck der Arbeitsflüssigkeit 13 darstellt, kann durch die Begrenzung des Volumens der in dem Sensor eingeschlossenen Arbeitsflüssigkeit 13 frei eingestellt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Warnvorrichtung für anormalen.Kühlmittelzustand in dem Raumkühlkreis wie oben beschrieben aufgebaut und besitzt deshalb die folgende Arbeitsweise und Wirkung."

Figur 5 stellt den Raumkühlkreis der Figur 1 in einem Mollier-Diagramm dar. In dem Diagramm ist auf der vertikalen Achse der Druck P und auf der horizontalen Achse ist die Enthalpie i aufgetragen. In dem Diagramm stellt das Symbol F die Sättigungsflüssigkeitskurve des Kühlmittels 12 und das Symbol G die Sättigungsgaskurve des Kühlmittels 12 dar. Ein Raumkühlkreis ist durch die durchgezogene Linie-A -»B->C+D+-E->A oder durch die strichpunktierte Linie A¹ ·» B¹ + C ■» D' ■> E¹ -> A¹ dargestellt, die einen Kreis bei normaler Kühlmittelmenge oder einen Kreis bei Überschuß an Kühlmittel zeigt. Die durchgezogene Linie D -> E -> A und die strichpunktierte Linie D¹ ■*■ E¹ * A¹ stellen beide einen Zustand dar, wie er zwischen der Aißlaßöffnung des Kompressors 1 und dem Entspannungsventil 4 existiert. Die durchgezogene Linie E -» A und die strichpunktierte Linie E¹ -v A¹ stellen eine Unterkühlung des Kühlmittels dar. Wenn der Raumkühlkreis mit der normalen Menge an Kühlmittel gefüllt ist, liegt das Kühlmittel im Flüssig-

keitstank 3 teilweise im gasförmigen Zustand vor und teilweise im flüssigen Zustand und nimmt den Sättigungszustand oder den Zustand des Punktes E auf der Sättigungsflüssigkeitskurve F an. Wenn der Raumkühlkreis mit einem Überschuß an Kühlmittel gefüllt ist, ist der Flüssigkeitstank 3 bis an sein Fassungsvermögen mit dem Kühlmittel im flüssigen Zustand gefüllt und auch die Unterkühlung schreitet in dem Flüssigkeitstank 3 weiter fort. Somit nimmt die Unterkühlung, wie in Figur 5 gezeigt, zu. Die Änderung E¹ -» A¹ im Unterkühlungszustand des Kühlmittels 12, wenn die Unterkühlung fortschreitet, entspricht der Linie E¹ -» A¹ der Figur 4. Da das Kühlmittel 12 die Arbeitsflüssigkeit weiterhin stetig umspült, wie in Figur 3 dargestellt ist, haben die Arbeitsflüssigkeit 13 und das Kühlmittel 12 an einer Temperaturänderung teil. Wenn das Kühlmittel 12 die Zustandänderung E¹ ·» A¹, wie in Figur 4 gezeigt ist, durchmacht, durchläuft die Arbeitsflüssigkeit 13 die Zustandsänderung, wie sie durch K ·* L angezeigt ist. Folglich wird der Druck der Arbeitsflüssigkeit 13 niedriger als der Druck des Kühl- _s mittels 12. Wenn der Raumkühlkreis übermäßig mit Kühlmittel gefüllt ist, nimmt die Unterkühlung zu und der Druck der Arbeitsflüssigkeit 13 im Sensor 14, der in der Leitung 15 zwischen dem Flüssigkeitstank 3 und Entspannungsventil 4 angeordnet ist, wird niedriger als der Druck des Kühlmittels 12, das den Sensor 14 umgibt. Es ist weiterhin festzustellen, daß dieses Phänomen der Druckumkehr durch die Änderung des Sättigungsdruck? der in dem Sensor 14 eingeschlossenen Arbeitsflüssigkeit eingestellt werden kann.

Wenn der Druck der.Arbeitsflüssigkeit 13 im Sensor 14 niedriger wird als der Druck des Kühlmittels 12, wird das Diaphragma 23 betätigt, um den Schaltkreis einzuschalten., der die Alarmeinrichtung 11 enthält, und die Alarmeinrichtung in Gang zu setzen, wodurch die Person, die für die Kühlmittelmenge verantwortlich ist, oder der Fahrer in die Lage versetzt wird, d en anormalen Kühlmittelzustand zu erkennen.

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Wenn der Druck des in dem Raumkühlkreis zirkulierenden Kühlmittels 12 anormal ansteigt, wie beispielsweise bei einer plötzlichen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, informiert die Alarmeinrichtung den Fahrer von der anormalen Kühlmittelzustand. Stellt der Punkt des Symbols E. im Diagramm der Figur 4 den Zustand dar, in dem das Kühlmittel 12 einen anormal hohen Druck annimmt, dann liegt der Zustand der Arbeitsflüssigkeit 13 im Sensor 14 zur Wahrnehmung dieses Zustandes über der Linie H₂- Somit wird der Druck der Arbeitsflüssigkeit 13 niedriger als der des Kühlmittels 12. Folglich wird das Diaphragma 23 im Druckschalter 10 betätigt, um den Schaltkreis, welcher die Alarmeinrichtung 11 enthält, einzuschalten, wodurch der Fahrer in die Lage versetzt wird, das Auftreten des anormalen Kühlmittelzustandes zu erkennen. Mit anderen Worten, der Alarm wird in Gang gesetzt, wenn der Druck des Kühlmittels 12 den M.O.P.-Wert der Arbeitsflüssigkeit 13 übersteigt. Da der M.O.P.-Wert der Arbeitsflüssigkeit 13 wie oben beschrieben frei eingestellt werden kann, kann der Druck, bei dem der Alarm gegeben werden soll, wie gewünscht eingestellt werden.

Figur 6 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Warneinrichtung für anormale Kühlmittelbedingungen in einem Raumkühlkreis darstellt. Figur 7 ist ein schematisches Diagramm, das eine Vorrichtung der Figur 6 darstellt, wie sie in einem Raumkühlkreis für die Alarmgebung bei anormalen Kühlmittelbedingungen angeordnet ist. In diesen Diagrammen sind die Elemente, die entsprechende Gegenstücke in den Figuren 1 und 2 haben, durch die gleichen numerischen Symbole plus 100 gekennzeichnet.

Eine Kühlmittel leitung 115, wie in Figur 6 gezeigt, stellt einen Teil der Kühlmittel leitung dar, die zwischen dem Kondensor 2 und dem Entspannungsventil 4 in der Vorrichtung der Figur 1 angeordnet ist. In dieser Kühlmittel leitung 115 zirkuliert ein Hochdruckkühlmittel 112. An dieser Kühlmittellei-

tung 115 ist ein Gehäuse 116 angebracht, das einen Hohlraum enthält, welcher mit dem Innenraum der Kühlmittelleitung 115 durch eine hierin angebrachte öffnung 117 in Verbindung steht. Dieses Gehäuse 115 ist mit einem Sensor 114 versehen, der ein Teil 114 mit kleinem Durchmesser, welcher in den Innenraum der Kühlmittelleitung 115 ragt, und ein Teil 146b mit'großem Durchmesser enthält, welcher in dem Gehäuse 116 angeordnet ist.

Dieser Sensor 114 hat eine darin eingeschlossene Arbeitsflüssigkeit 113 und ist mit einem Diaphragma 123 als bewegliches Teil versehen, das durch die Differenz zwischen dem Druck der Arbeitsflüssigkeit 113 und dem des Kühlmittels 112 betätigt wird. Ein Schalter 110, der einen im Gehäuse 116 angeordneten feststehenden Kontakt 119 aufweist und mit einem Kontaktstift 122 versehen ist, und der einen im Gehäuse 116 angeordneten beweglichen Kontakt 121 aufweist ,we Ic her mit einem. Kontaktstift 118 versehen ist und mit dem Diaphragma 123 verbunden ist, ist elektrisch an den Zeitgeberschaltkreis 111 angeschlossen. Der Schalter 110 oder das Diaphragma 123 ist mit einem Schnappmechanismus versehen und erzeugt somit einen Einrastvorgang und nimmt ein Hysterese-Verhalten an. Insbesondere der Schalter 110, der mit dem zuvor erwähnten Diaphragma 123 verbunden ist, ist so ausgelegt, um seinen Schaltkreis zu schließen, wenn die Differenz des Druckes einen vorgeschriebenen Wert erreicht, und den Schaltkreis zu öffnen, wenn die Differenz des Druckes von dem vorgeschriebenen Wert abweicht. Die Druckdifferenz, bei der der Schalter geschlossen wird, wird als "Einschaltwert" (set value) und die Druckdifferenz, bei der der Schalter geöffnet wird, als "DIFF-Wert" bezeichnet.

Der zuvor erwähnte Zeitgeberschaltkreis 111 ist elektrisch mit der Alarmeinrichtung 120 und mit der Magnetkupplung 108 verbunden, die ein Antriebsübertragungsmechanismus für einen Teil des Raumkühlkreises bildenden Kompressors 111 darstellt. Dieser

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Zeitgeberschaltkreis 111 mißt die Schaltdauer des Schalters, d.h., das Intervall zwischen der Zeit, wenn der Schalter geschlossen ist und der Zeit, wenn der Schalter geöffnet ist, unterscheidet den anormalen Kühlmittelzustand zwischen dem Uberschußzustand und dem Zustand des anormalen Drucks gemäß

der zuvor erwähnten Schaltdauer und betätigt im ersten Fall das Magnetventil, um den Kompressor außer Betrieb zu setzen, und setzt im zweiten Fall den Kompressor außer Gang und betätigt den Schaltkreis für die Alarmeinrichtung 120.

Die Temperatur-Eruckabhängigkeit der Arbeitsflüssigkeit 113, welche in dem zuvor erwähnten Sensor 114 eingeschlossen ist, und die des zuvor erwähnten, in Zirkulation befindlichen Kühlmittels sind,wie oben beschrieben, in Figur 4 gezeigt.

Die erfindungsgemäße Warnvorrichtung für anormalen Kühlmittelzustand in dem Raumkühlkreis ist wie oben beschrieben aufgebaut. Nun wird die Arbeitsweise und die Wirkung dieser Erfindung unter Hinweis auf die Figur 5 beschrieben.

Zusätzlich zu der Leistung der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform zeigt die vorliegende Ausführungsform den folgenden Effekt. Wenn der Druck der Arbeitsflüssigkeit 113 im zuvor erwähnten Sensor 114 niedriger wird, als der des kühlmittels 112, wird das Diaphragma 123 betätigt, um die Kontaktstifte 118, 122 in gegenseitigen Kontakt zu bringen und die Magnetkupplung 108 einzuschalten, die ein Antriebsübertragungsmechanismus für den Schaltkreis 111 und den Kompressor 101 ist. Wenn der Schalter für den zuvor erwähnten Zeitgeberschaltkreis 111 geschlossen wird, beginnt der Zeitgeberschaltkreis die Zeit zu messen, bis der Schalter geöffnet wird. Wenn der Schalter für die Magnetkupplung 108 geschlossen wird, stellt der Kompressor 101 seinen Betrieb ein, da die übertragung der Antriebskraft von dem Fahrzeugmotor unterbroqhen wird.

Das Anhalten des Kompressors 101 hat zir Folge, das die Zirkulation des Kühlmittels im Raumkühlkreis ausgesetzt wird. Der zeitliche Verlauf der Druckdifferenzänderung zwischen dem Kühlmittel 112, das den Sensor 114 umgibt_sund der Arbeitsflüssigkeit 113 im Sensor 114 wird in.diesem Fall in der Figur 8a darstellt. Wenn das Kühlmittel, wie in Figur 8a gezeigt, im Überschuß vorliegt, wird die zuvor erwähnte Druckdifferenz, sobald sie den Einschaltwert (die Druckdifferenz, bei der, wie bereits beschrieben, der Schalter geschlossen wird, überschreitet, nicht schnell zu dem DIFF-Wert (die Druckdifferenz, bei der, wie oben beschrieben, der Schalter geöffnet wird, zurückkehren. Dies ist so, weil im Falle des Kühlmittelüberschusses im Gegensatz zum einfachen Ansteigen des Kühlmitteldrucks das Kühlmittel im Zustand der Unterkühlung bleiben wird und nicht sofort in den Zustand der Sättigung zurückkehren wird und der Druek'des Kühlmittels wird nicht schnell fallen, wenn der Kompressor 101 angehalten wird. Somit mißt der zuvor erwähnte Zeitgeberschaltkreis das Intervall zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der zuvor erwähnte Schalter eingeschaltet wird, und dem Zeitpunkt* zu dem er ausgeschaltet wird, und der Zeitgeberschaltkreis schaltet den Schaltkreis der Alarmeinrichtung 120, wie in Figur 8e gezeigt, an, wenn das so gemessene Intervall die Zeit t,wie in Figur 8c gezeigt, überschreitet. Mit anderen Worten, wenn das Kühlmittel im Raumkühlkreis im Überschuß vorliegt, setzt die Alarmeinrichtung 120 die für die Kühlmittelmenge verantwortliche Person oder den Fahrer in die Lage, den Kühlmittel Überschuß festzustellen.

Weiterhin kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wenn der Druck des zirkulierenden Kühlmittels 112 in dem Raumkühlkreis anormal ansteigt, wenn beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit plötzlich geändert wird, der Kompressor wie oben beschrieben an- und ausgeschaltet werden. t

Steht der in Figur 4 eingetragene Punkt mit dem Symbol E₁ für den Zustand, in dem der Druck des Kühlmittels 112 anormal angestiegen ist, dann fällt der Zustand der Arbeitsflüssigkeit 113 im Sensor 114, der diesen anormalen Anstieg des Drucks des Kühlmittels 112 feststellt, unter die Linie Hp. Der Druck der Arbeitsflüssigkeit 113 wird deshalb niedriger als der des Kühlmittels 112. Folglich wird das Diaphragma 123 im Oberteil des Sensors 114 betätigt, um den Schalter für die Magnetkupplung 108 einzuschalten, die der Antriebsübertragungsmechanismus für den Zeitgeberschaltkreis 111 und den Kompressor 101 ist. Wenn der Schalter für den zuvor erwähnten Zeitgeberschaltkreis 111 geschlossen wird, beginnt der Zeitgeberschaltkreis 111 die Zeit zu messen, bis der Schalter geöffnet wird. Wenn der Schalter für die Magnetkupplung 108 geschlossen wird, hält der Kompressor 101 an, weil die Übertragung des Antriebs von dem Fahrzeugmotor unterbrochen wird. Das Anhalten des Kompressors 101 hat einen Stopp der Kühlmittelzirkulation im Raumkühlkreis zur Folge. In Figur 9a ist der zeitliche Verlauf der Druckdifferenz

aufgetragen, die in diesem Fall zwischen dem den Sensor 114 umgebenden Kühlmittel 112 und der Arbeitsflüssigkeit 113 im Sensor 114 auftritt. Wie aus Figur 9a zu entnehmen ist, kehrt im Falle eines anormalen Anstiegs des Kühlmitteldrucks, wenn die zuvor erwähnte Druckdifferenz den Einschaltwert, überschreitet, schnell zum Diff-Wert zurück. Dies ist so, weil im Falle des anormal hohen Drucks des Kühlmittels im Gegensatz zu dem Fall, in dem das Kühlmittel im Überschuß vorliegt, die Unterkühlung des Kühlmittels keinen Einfluß auf die Situation hat und der Druck des Kühlmittels wird schnell fallen, wenn der Kompressor angehalten wird. Wie in Figur 9c gezeigt, schaltet sich somit der zuvor erwähnte Zeitgeberschaltkreis in Übereinstimmung mit dem Betrieb des Schalters selbst ein und aus und beginnt gleichzeitig die Schaltdauer des Schalters zu messen und läßt den Schaltkreis

der Alarmeinrichtung 120 im ausgeschalteten Zustand, wenn die so gemessene Zeit kurzer ist als die in Figur 8c gezeigte Zeit t. Der Kompressor wird in Übereinstimmung mit dem zuvor erwähnten Ein- und Ausschalten des Schalters ebenfalls ein- und ausgeschaltet.

Die in den vorangegangenen Ausführungsformen verwendeten Arbeitsflüssigkeiten 13 und 113 sollen einen höheren Sättigungsdruck als die entsprechenden Kühlmittel 12 und 112 aufweisen. Wenn beispielsweise R12 (Fron gas) als Kühlmittel 12 oder 112 benutzt wird, kann ein gemischtes Gas, das durch Hinzufügen eines Inertgases wie Stickstoffgas zu R12 hergestellt wird und das folglich einen höheren Druck als R12 besitzt, als Arbeitsflüssigkeit 13 oder 113 verwendet werden.

Diese Erfindung ist nicht nur auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch, wie beispielsweise unten gezeigt wird, verändert werden.

An die Stelle der Diaphragmen 23 und 123, die in den zuvor erwähnten Gehäusen 16 und 116 eingebaut sind, kann das Oberteil des Sensors in der Form eines Balgs ausgeführt sein, der durch die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Sensors in vertikaler Richtung bewegt werden kann. In dieser modifizierten Ausführungsform zeigt die Vorrichtung die gleiche Wirkungsweise, wie wenn in der Vorrichtung die zuvor erwähnten Diaphragmen 23 und 123 verwendet werden.

Als Alarmeinrichtungen 11 und 111 kann tatsächlich jedes andere Mittel wirkungsvoll eingesetzt werden, so.lange diese Mittel irgend einen der fünf Sinne der Bedienungsperson oder des Fahrer anregen.Ein Alarmsummer oder eine Alarmlampe sind mögliche Beispiele.

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Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, besitzt diese Erfindung ein und diesselbe Vorrichtung, um den Überschuß und den anormalen Druckanstieg des Kühlmittels in dem Raumkühlkreislauf nachzuweisen, die die Kühlleistung des Kreises beeeinflussen, und um gleichzeitig die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen, wie das Alarmieren der für die Kühlmittelmenge verantwortliche Person oder des Fahrers. Durch die Verwendung einer einfachen und preiswerten Vorrichtung, die nicht den Einbau einer kostspieligen Vorrichtung, wie einen Überdruckschalter, erfordert, zeigt die vorliegende Erfindung eine herausragende Leistung beim Nachweis einen anormalen Kühlmittelzustandes im Kühlkreis und versetzt den Raumkühlkreis in die Lage, ständig unter normalen Bedingungen bei voller Leistungsfähigkeit zu arbeiten.

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Claims

Nihon Radiator Co., Ltd. NIH 3 Tokyo, Japan Warnvorrichtung für anormalen Kühlmittelzustand in einem Raumkühlkrei s Patentansprüche;

1. Warnvorrichtung für anormalen Kühlmittelzustand in einem RaumkühlkreiS₉ dadurch gekennzeichnet, daß sie

- eine Kühlmittelleitung (15, 115) zum Führen einer Hochdruckkühlmittelflüssigkeit (12, 112) in diesem Raumkühlkreis,

- einen Sensor (14, 114), der in dieser KühlmittelOeitung (15, 115) angeordnet ist, mit einem beweglichen

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Teil versehen ist,¹ eine darin eingeschlossene Arbeitsflüssigkeit (13, 113) aufweist und der auf den Druckunterschied zwischen dieser Arbeitsflüssigkeit (13, 113) und dieser Kühlmittelf1Üssigkeit (12, 112) anspricht,

- einen Schalter (10, 110) und

- eine Alarmeinrichtung (11, 120) aufweist, die in dieser Kühlmittel leitung (15, 115) angeordnet ist und mit diesem beweglichen Teil verbunden ist, und

- daß diese Arbeitsflüssigkeit (13, 113) einen höheren Sättigungsdruck als dieses Kühlmittel (12, 112) aufweist und diesen Schalter (10, 110) dann betätigt, wenn das Ausmaß der Unterkühlung dieses Kühlmittels (12, 112) einen vorgeschriebenen Wert überschreitet und der Druck des Kühlmittels (12, 112) den Druck dieser Arbeitsflüssigkeit (13, 113) übersteigt, und wenn der Druck des Kühlmittels (12, 112) den Druck übersteigt, bei dem diese Arbeitsflüssigkeit (13, 113) vollständig im gasförmigen Zustand vorliegt.

2. Warnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Sensor (14, 114) ein Teil (14a, 114a) mit kleinem Durchmesser, dessen vorderes Ende in diesen Kühlmittelstrom taucht, und ein Teil (14b, 114b) mit großem Durchmesser aufweist, der mit dem Oberteil dieses Teils (14a, 114a) mit kleinem Durchmesser verbunden ist und in einem Gehäuse (16, 116) angeordnet ist, wobei dieses Gehäuse (16, 116) an dieser Kühlmittelleitung (15, 115) angeordnet ist und mit dieser Kühlmittelleitung (15, 115) in Verbindung steht.

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3. Warnvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses bewegliche Teil ein Diaphragma (23, 123)

4. Warnvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schalter (10, 110) einen Kontaktstift (22, 122), der an einem feststehenden Kontakt (19, 119) befestigt ist, und einen Kontaktstift (18, 118) enthält, der an einem beweglichen Kontakt (21, 121) befestigt ist, welcher mit diesem Diaphragma (23, 123) verbunden ist.

5. Warnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schalter (110) diesen Kompressor (101) ein- und ausschaltet, und daß dieser Schalter (110) mit einem Zeitgeberschaltkreis (111) versehen ist, der zum Messen der Schaltdauer dieses Schalters (110) dient und eine Alarmvorrichtung (120) betätigt, wenn die so gemessene Schaltdauer einen vorgeschriebenen Wert übersteigt.

6. Warnvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Alarmeinrichtung (120) mit diesem Zeitgeberschaltkreis (111) verbunden ist.

7. Warnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zeitgeberschaltkreis (111) mit dieser Alarmeinrichtung (120) und einer Antriebsübertragungsvorrichtung (108) für den Kompressor (101), der einen Teil dieses Raumkühlkreises bildet, elektrisch verbunden ist, die Schaltdauer dieses Schalters (114) mißt und die Anomalie des Kühlmittels (112) in Abhängigkeit von der so gemessenen Schaltdauer unterscheidet.

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8. Warnvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zeitgeberschaltkreis (111) dann, wenn er entscheidet, daß die Anomalie dieses Kühlmittels (112) im Überschuß an Kühlmittel begründet liegt, diese Antriebsübertragungsvorrichtung (108) anspricht, um den Kompressor (101) anzuhalten, und gleichzeitig diese Alarmeinrichtung (120) in Gang setzt.

9. Warnvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zeitgeberschaltkreis (111) dann, wenn er entscheidet, daß die Anomalie dieses Kühlmittels (112) in einem anormal hohen Druck begründet liegt, diese Antriebsübertragungsvorrichtung (108) anspricht, um den Kompressor (101) anzuhalten.