(57)【要約】【課題】電子式デジタル圧力スイッチの機能を充実させて利便性を改善しながら、寸法の拡大も防止する。【解決手段】圧力を検出して出力を発生するデジタル圧力スイッチ１において、検出圧力に基づいてＯＮ−ＯＦＦすると共に、当該ＯＮ及びＯＦＦ値を設定可能な接点出力と、検出圧力をデジタル表示すると共に、切換により接点出力のＯＮ／ＯＦＦ値をデジタル表示する表示手段と、接点出力に外部配線を接続するための端子板１０と、検出圧力に応じて出力値が変化するアナログ出力線７を備え、アナログ出力線７を基板１４より直接引き出した。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を検出して出力を発生する電子式デジタル圧力スイッチにおいて、
検出圧力に基づいてＯＮ−ＯＦＦすると共に、当該ＯＮ及びＯＦＦ値を設定可能な接点出力と、
検出圧力をデジタル表示すると共に、切換により前記接点出力のＯＮ／ＯＦＦ値をデジタル表示する表示手段と、
前記接点出力に外部配線を接続するための端子板と、
前記検出圧力に応じて出力値が変化するアナログ出力とを備え、
該アナログ出力を基板より直接引き出したことを特徴とする電子式デジタル圧力スイッチ。
【請求項２】
前記接点出力を複数備え、前記端子板は各接点出力用並びに電源用の極数を有することを特徴とする請求項１の電子式デジタル圧力スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスや液体などの流体を供給、若しくは、循環するシステムにおいて、当該システム内の流体の圧力を検出して出力を発生する電子式デジタル圧力スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より冷媒回路内で冷媒ガスを強制循環する冷凍機や、ガスなどを圧送するガス圧送装置などのシステムではガスを圧縮して吐出するためにコンプレッサが用いられると共に、システム内の低圧／高圧のコントロールのためにデジタル式の圧力スイッチが用いられる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
従来のこの種デジタル圧力スイッチは、システム内のガスなどの圧力を検出する素子と、この検出素子にて検出された圧力を表示する表示部と、検出した圧力によってＯＮ−ＯＦＦする接点出力を備えている。そして、この接点出力を用いて、例えば冷凍機の冷媒回路内の低圧側冷媒ガス圧力が所定値に低下した場合にはコンプレッサを停止させるなどのために用いられていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７５８１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のデジタル圧力スイッチは、専らシステム内の圧力の表示と制御用に用いられていたが、更にシステム内の機器、例えば上記コンプレッサの運転制御と異常圧力の対処に用いることができれば、システムの制御装置の簡素化を図ることができるものと期待されている。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、電子式デジタル圧力スイッチの機能を充実させて利便性を改善しながら、寸法の拡大も防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、圧力を検出して出力を発生する電子式デジタル圧力スイッチにおいて、検出圧力に基づいてＯＮ−ＯＦＦすると共に、当該ＯＮ及びＯＦＦ値を設定可能な接点出力と、検出圧力をデジタル表示すると共に、切換により接点出力のＯＮ／ＯＦＦ値をデジタル表示する表示手段と、接点出力に外部配線を接続するための端子板と、検出圧力に応じて出力値が変化するアナログ出力とを備えているので、接点出力にて従来同様の異常圧力などに対する対処を行わせながら、アナログ出力を用いて機器の制御を行うことが可能となり、制御装置の簡素化を図ることができるようになる。
【０００８】
特に、アナログ出力を基板より直接引き出しているので、アナログ出力のために端子板の極数を増設する必要が無くなり、請求項２の如く接点出力を複数備えて端子板が各接点出力用並びに電源用の極数を既に有しているような場合に、端子板の拡大から全体寸法が拡大してしまう不都合を回避することができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の電子式デジタル圧力スイッチの実施例としてのデジタル圧力スイッチ１の正面図、図２はその右側面図、図３はその左側面図、図４はパネル２を開いた状態のデジタル圧力スイッチ１の正面図、図５はカバー８を外した状態のデジタル圧力スイッチ１の背面図、図６は同じくカバー８を外した状態のデジタル圧力スイッチ１の下面図、図７はデジタル圧力スイッチ１の電気回路のブロック図をそれぞれ示している。
【００１０】
実施例のデジタル圧力スイッチ１は、図８に示す如きガス圧送装置３の高圧側の圧力を検出して制御出力を発生するために用いられるものであり、図１〜図６に示すような外装ケース４の下面に圧力検知管接続部６が取り付けられ、また、下面からは後述する如くアナログ出力線７が引き出されている。また、外装ケース４の後下角部にはカバー８がネジにより開閉可能に取り付けられており、このカバー８内に接点出力９（出力１）、接点出力１１（出力２）などに外部配線を接続するための端子板１０が設けられている。
【００１１】
この端子板１０は、図５の向かって左から電源Ｄ１、電源Ｄ２、接点出力９の１ｃ、１ａ、１ｂ、接点出力１１の２ａ、２ｃの合計７極を有している。また、１４は外装ケース４内に設けられた後述する基板であり、端子板１０や後述する各電子部品が設けられると共に、アナログ出力線７はこの基板１４から直接引き出され、端子板１０の右側（図５における右側）を通過して下方に引き出されている。
【００１２】
カバー８には端子板１０の各極に対応する外部配線引出用の切欠８Ａ・・・が計７個形成されると共に、アナログ出力線７（図６では示していない）を引き出すための最も右側（図６における右側）に切欠８Ｂも形成されている。このカバー８の切欠８Ｂを通過してアナログ出力線７は外装ケース４下方に引き出される。
【００１３】
外装ケース４内には図７に示すマイクロコンピュータから構成された電子回路１２から成る制御装置１３が前記基板１４上に構成されると共に、この外装ケース４の前面上部に表示手段としてのデジタル表示部１６が配置されている。このデジタル表示部１６は３桁の７セグメントＬＥＤから構成されており、その下側には接点出力９（出力１）及び接点出力１１（出力２）の動作を表示するためのＬＥＤ１７、１８が配置されている。尚、接点出力９のＯＮするとＬＥＤ１７が点灯し、接点出力１１がＯＮするとＬＥＤ１８が点灯される。
【００１４】
外装ケース４の前面下部は奥側に段付き形成されており、この部分に回転スイッチ１９とアップ設定スイッチ２１、ダウン設定スイッチ２２が設けられ、これらは前記パネル２にて開閉可能に覆われている。
【００１５】
また、外装ケース４の左右側面上部及び下部にはピンホール孔２３がそれぞれ複数カ所（実施例では三箇所）穿設され、これらにより外装ケース４の内外をガスが流通可能な通気部が構成されている。このピンホール孔２３はガス（気体）は通過可能であるが、雨水などの液体は通過できない寸法とする。ピンホール孔２３は外装ケース４の左右側面上下に複数カ所形成することで、使用ガス、流体の性質（空気より軽いか重いか）を問わず使用することができるようになる。
【００１６】
次に、図７において２４は圧力センサであり、その出力は電子回路１２に接続されている。圧力センサ２４は圧力検知管接続部６に接続された後述する圧力検知管２６を介して検出した圧力を電圧として出力するものである。電子回路１２には前述した接点出力９及び１１が設けられ、各接点出力を介して後述する各負荷が電源に接続されることになる。また、電子回路１２は圧力センサ２４で検出した圧力に比例して変化する電圧値をアナログ出力線７に出力する。
【００１７】
次に、図８のガス圧送装置３は、ガス（例えば冷媒ガスや六弗化イオウガスなど）を吸い込んで圧縮する例えば無給油式のレシプロ式コンプレッサ２５と、このコンプレッサ２５の吐出側に接続され、コンプレッサ２５で圧縮されて吐出されたガスを一旦貯溜するリザーバータンク３１と、このリザーバータンク３１からコンプレッサ２５の吸込側に渡って接続されたバイパス管２７と、このバイパス管２７に介設されたバイパス弁（電磁弁）２８と、コンプレッサ２５のＯＮ−ＯＦＦ並びにその回転数（Ｈｚ）をＰＩＤ制御するためのインバータ回路２９などから構成されている。
【００１８】
そして、ガス源から吸引したガスをコンプレッサ２５で圧縮し、吐出して一旦リザーバータンク３１に溜め、そこからガス消費機器に圧送するものである。本発明のデジタル圧力スイッチ１の圧力検知管接続部６には、このようなガス圧送装置３のリザーバータンク３１内に連通接続された圧力検知管２６が接続される。そして、接点出力９（出力１）はインバータ回路２９が負荷として接続され、接点出力１１（出力２）にはバイパス弁２８が負荷として接続される。また、アナログ出力線７はインバータ回路２９に接続される。
【００１９】
以上の構成で図９を参照しながら本発明のデジタル圧力スイッチ１やガス圧送装置３の動作及び操作について説明する。先ず、圧力検知管接続部６に圧力検知管２６を接続し、カバー８を開いて端子板１０の各極に外部配線を接続する。そして、カバー８をネジで止めて端子板１０とアナログ出力線７の引出部を覆う。
【００２０】
次に、デジタル圧力スイッチ１の各接点出力９（出力１）及び１１（出力２）の設定操作について説明する。先ず、パネル２を開き（図４）、回転スイッチ１９を設定１のＯＮに合わせる。その状態でアップ設定スイッチ２１やダウン設定スイッチ２２を押すことで接点出力９（出力１）のＯＮ値を設定できる。この設定値はデジタル表示部１６にデジタル表示される。次に、回転スイッチ１９を設定１のＯＦＦに合わせ、同様にスイッチ２１、２２を押すことで接点出力９（出力１）のＯＦＦ値を設定する。
【００２１】
次に、回転スイッチ１９を設定２のＯＮに合わせる。その状態でアップ設定スイッチ２１やダウン設定スイッチ２２を押すことで接点出力１１（出力２）のＯＮ値を設定できる。この設定値もデジタル表示部１６にデジタル表示される。次に、回転スイッチ１９を設定２のＯＦＦに合わせ、同様にスイッチ２１、２２を押すことで接点出力１１（出力２）のＯＦＦ値を設定する。実施例ではガス圧力の目標値を例えば６ＭＰａとし、接点出力９のＯＦＦ値（設定１ＯＦＦ）として例えば７ＭＰａ、ＯＮ値（設定１ＯＮ）として５ＭＰａを設定し、接点出力１１のＯＮ値（設定２ＯＮ）として例えば６．８ＭＰａ、ＯＦＦ値（設定２ＯＦＦ）として６．５ＭＰａを設定した後、回転スイッチ１９を運転の位置に合わせる。これによって、各設定値が電子回路１２内のメモリに記憶される。
【００２２】
今、リザーバータンク３１内のガス圧力は十分低いものとすると、デジタル圧力スイッチ１は接点出力９（出力１）をＯＮしており、接点出力１１（出力２）はＯＦＦしている。従って、バイパス弁２８は閉じている。そして、インバータ回路２９は運転可能状態となり、コンプレッサ２５を起動する。コンプレッサ２５が起動されると、コンプレッサ２５にて圧縮されたガスがリザーバータンク３１に吐出され、そこからガス消費機器に圧送されるようになる。
【００２３】
デジタル圧力スイッチ１の圧力センサ２４は圧力検知管２６を介して流入するリザーバータンク３１内のガスの圧力を検出し、出力電圧が変化する。電子回路１２はこの圧力センサ２４が検出するガス圧力（出力電圧）から現在のリザーバータンク３１内のガス圧力をデジタル表示部１６にデジタル表示すると共に、当該ガス圧力に比例した電圧値をアナログ出力線７に出力する。
【００２４】
インバータ回路２９は、デジタル圧力スイッチ１のアナログ出力線７から入力した電圧値（ガス圧力）に基づき、目標値である６ＭＰａからの偏差ｅからＰ（比例）Ｉ（積分）Ｄ（微分）演算を実行してコンプレッサ２５の回転数（Ｈｚ）を決定する。これにより、リザーバータンク３１内のガス圧力を精度良く目標値に近付けていく。
【００２５】
ここで、ガス消費機器側のガス消費が急激に減少するなどの理由によりリザーバータンク３１内のガス圧力が急激に上昇すると、上記インバータ回路２９によるＰＩＤ制御では対応し切れなくなる。これにより、デジタル圧力スイッチ１が検出するガス圧力が上昇して６．８ＭＰａ（設定２ＯＮ）を超えると、電子回路１２は接点出力１１（出力２）をＯＮし（ＬＥＤ１８は点灯）、バイパス弁２８を開く。これにより、リザーバータンク３１内のガスはバイパス管２７を通ってコンプレッサ２５の吸込側に逃げるので、圧力上昇は抑制され、通常では降下に転じる。そして、６．５ＭＰａ（設定２ＯＦＦ）まで降下したら、電子回路１２は接点出力１１（出力２）をＯＦＦし（ＬＥＤ１８は消灯）、バイパス弁２８を閉じる。
【００２６】
このようにバイパス管２７を用いて圧力を逃がすことで、後述するコンプレッサ２５の停止を抑制してその寿命延長を図り、或いは、ガス消費機器の故障や異常の発生を抑制できるようになる。
【００２７】
尚、バイパス弁２８を開放しても圧力上昇が止まらず、リザーバータンク３１内のガス圧力が７ＭＰａ（設定１ＯＦＦ）まで上昇した場合には、電子回路１２は接点出力９（出力１）をＯＦＦする（ＬＥＤ１７消灯）。インバータ回路２９は係る接点出力９（出力１）のＯＦＦにより、コンプレッサ２５を停止する。コンプレッサ２５の停止によってリザーバータンク３１内のガス圧力が低下していき、５ＭＰａ（設定１ＯＮ）に達すると、電子回路１２は接点出力９（出力１）をＯＮする（ＬＥＤ１７点灯）。インバータ回路２９はこの接点出力９（出力１）のＯＮにより、コンプレッサ２５を再び起動する。これによって、リザーバータンク３１（コンプレッサ２５の高圧側）内の異常圧力上昇を未然に回避する。
【００２８】
ここで、圧力検知管２６内にはリザーバータンク３１内のガスが流入するため、デジタル圧力スイッチ１の外装ケース４内にもガスが漏洩する危険性がある。特にガスがプロパンガス、ブタン、天然ガスなどの可燃性ガスであった場合には外装ケース４内に溜まったガスが爆発する危険性が生じる。しかしながら、外装ケース４の左右側面には前述の如くピンホール孔２３・・・が複数穿設されているので、外装ケース４内に漏れ出たガスはこのピンホール孔２３・・・を通って外部に流出する。これにより、係る爆発の危険性を回避できる。
【００２９】
また、デジタル圧力スイッチ１の接点出力９（出力１）及び接点出力１１（出力２）のそれぞれのＯＮ値及びＯＦＦ値には、回転スイッチ１９の操作とアップ設定スイッチ２１及びダウン設定スイッチ２２の操作により、遅延時間を設定することができる。そして、この遅延時間の設定によってガス圧力がＯＮ値或いはＯＦＦ値に達してから遅延して接点出力をＯＮ或いはＯＦＦさせることが可能となる。従って、例えば上記実施例において接点出力９（出力１）のＯＮ値（設定１ＯＮ）を５．５ＭＰａなどに設定し、且つ、遅延時間を例えば１０秒（通常では０．５ＭＰａ低下しない時間）に設定することで、５ＭＰａまで低下する以前にコンプレッサ２５をＯＮさせるなどの制御が可能となる。
【００３０】
尚、上記実施例では接点出力を２個設けたが、１個若しくは３個以上あってもよい。また、実施例ではガス圧送装置３にデジタル圧力スイッチ１を適用したが、それに限らず、冷媒回路内で冷媒ガスを強制循環する冷凍機の高圧側や、液体（流体）を圧送する機器に適用しても有効である。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、圧力を検出して出力を発生する電子式デジタル圧力スイッチにおいて、検出圧力に基づいてＯＮ−ＯＦＦすると共に、当該ＯＮ及びＯＦＦ値を設定可能な接点出力と、検出圧力をデジタル表示すると共に、切換により接点出力のＯＮ／ＯＦＦ値をデジタル表示する表示手段と、接点出力に外部配線を接続するための端子板と、検出圧力に応じて出力値が変化するアナログ出力とを備えているので、接点出力にて従来同様の異常圧力などに対する対処を行わせながら、アナログ出力を用いて機器の制御を行うことが可能となり、制御装置の簡素化を図ることができるようになる。
【００３２】
特に、アナログ出力を基板より直接引き出しているので、アナログ出力のために端子板の極数を増設する必要が無くなり、請求項２の如く接点出力を複数備えて端子板が各接点出力用並びに電源用の極数を既に有しているような場合に、端子板の拡大から全体寸法が拡大してしまう不都合を回避することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したデジタル圧力スイッチの正面図である。
【図２】図１のデジタル圧力スイッチの右側面図である。
【図３】図１のデジタル圧力スイッチの左側面図である。
【図４】図１のデジタル圧力スイッチのパネルを開いた状態の正面図である。
【図５】カバーを外した状態の図１のデジタル圧力スイッチの背面図である。
【図６】同じくカバーを外した状態の図１のデジタル圧力スイッチの下面図である。
【図７】図１のデジタル圧力スイッチの電気回路のブロック図である。
【図８】ガス圧送装置の回路図である。
【図９】図１のデジタル圧力スイッチ及び図６のガス圧送装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１  デジタル圧力スイッチ
３  ガス圧送装置
４  外装ケース
７  アナログ出力線
８  カバー
９、１１  接点出力
１０  端子板
１４  基板
１６  デジタル表示部
１９  回転スイッチ
２１、２２  設定スイッチ
２３  ピンホール孔
２４  圧力センサ
２５  コンプレッサ
２６  圧力検知管
２７  バイパス管
２８  バイパス弁
２９  インバータ回路
３１  リザーバータンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004264248.tif 000009
【図８】
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【図９】
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