專利名稱：制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置和設(shè)有該裝置的試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置和設(shè)有該油循環(huán)流量測定裝置及空調(diào)裝置的試驗裝置；這種油循環(huán)流量測定裝置是在制冷循環(huán)中，能對混合在制冷劑中的從制冷用壓縮機排出的油的循環(huán)流量進行測定、而且能對該循環(huán)流量進行調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
在制冷裝置或空調(diào)裝置的制冷用壓縮機中進行循環(huán)的油是和制冷劑混合地使用的。然而、由于制冷劑與油的混合比例對制冷裝置或空調(diào)裝置的性能會產(chǎn)生很大的影響，因而在制冷循環(huán)的試驗裝置中、必需進行油循環(huán)量的測定。
以前，在JIS B8606中記載著作為制冷用壓縮機的油循環(huán)量測定方法的重量測定法，這是用批量的方式、對冷凝液制冷劑的油流量進行測定的方法，由于它是脫離管線的計測，因而使這個方法在處理方面有困難，譬如不能進行瞬時的變化和繼續(xù)的計測，而且在計測時需要較長的時間等。
由于在制冷循環(huán)的管線中，會由壓力或溫度的變化而使制冷劑變化成氣相狀態(tài)或液相狀態(tài)、會使油和制冷劑變化成混合的狀態(tài)，因而，為了高精度地計測油流量，就有如何使制冷劑中的油高精度地分離、如何高精度地計測它的流量的問題。
此外，還有如何將分離·計測結(jié)束后的油返回到制冷循環(huán)中的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而作出的，其目的是提供一種制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置，這種裝置能在管線上(在線)高精度地測定制冷循環(huán)中的油循環(huán)流量，而且能對返回到管線的油進行高精度的流量控制。
為了達到上述目的而作出的本發(fā)明制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置，其特征在于，它具有如下所述的結(jié)構(gòu)，即、在具有制冷用壓縮機的制冷循環(huán)中，將具有油槽缸和液面計的油分離器設(shè)置在上述制冷用壓縮機排出側(cè)的制冷劑管路的途中，將與制冷劑混合的油在這油分離器中進行分離，在上述油槽缸的油出口側(cè)管路上串聯(lián)地設(shè)置著能調(diào)節(jié)上述油槽缸的油面高度的流量控制閥和/或控制泵和油流量計，使流出的油在上述制冷循環(huán)的任意位置上再與制冷劑混合。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明第1實施方式的制冷用壓縮機試驗裝置的系統(tǒng)圖。
圖2是本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是用圖1所示試驗裝置進行的計測數(shù)據(jù)的一個例子的圖表。
圖4是本發(fā)明第2實施方式的制冷用壓縮機試驗裝置的系統(tǒng)圖。
發(fā)明的實施方式下面，參照著圖1～圖3來說明本發(fā)明的第1實施方式。
圖1是本實施方式的制冷用壓縮機試驗裝置1的系統(tǒng)圖，這個制冷用壓縮機試驗裝置1具備圖2所示的本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置2。
即、在圖1的系統(tǒng)圖中、12是進行試驗的供試壓縮機，這個壓縮機12的排出側(cè)借助制冷劑氣體管路12a而與油循環(huán)流量測定裝置2相連接。
上述油循環(huán)流量測定裝置2具有油分離器3，這個油分離器3設(shè)有如下所述的油槽缸部3b，這個油分離器3的油返回管路2b依次經(jīng)過電動式流量控制閥4b、質(zhì)量流量計5、電動式控制泵7和第1流量調(diào)節(jié)閥V1而與氣體冷卻器11相連接。根據(jù)分離油的返回部位和用途不同，也有只使用電動式流量控制閥4b和電動式控制泵7等構(gòu)件中的一方的場合。
2a是經(jīng)過脫油的高壓系統(tǒng)的過熱制冷劑氣體流動的制冷劑氣體管路，與制冷劑氣體流量計8相連接。
上述氣體制冷劑氣體流量計8設(shè)有由孔口構(gòu)成的節(jié)流機構(gòu)8a、差壓傳感器8b、將上述差壓傳感器8b周圍的溫度控制成與上述節(jié)流機構(gòu)8a上游側(cè)的制冷劑溫度相等的控制機構(gòu)(圖中沒有表示)。
上述制冷劑氣體流量計8的出口側(cè)與作為制冷劑氣體管路8c的冷凝器9相連接，而且在上述冷凝器9的入口側(cè)前、使分支出具有第2流量調(diào)節(jié)閥V2的分流(旁路)管路8d而與上述氣體冷卻器11相連接。
上述冷凝器9具有熱交換部9a和冷卻水管路9b，用于使制冷劑氣體液化。
上述冷凝器9的出口側(cè)的制冷劑管路10a借助受液器10和第3流量調(diào)節(jié)閥V3而與上述氣體冷卻器11相連接。11a是上述制冷用壓縮機12的吸入側(cè)與上述氣體冷卻器11的出口側(cè)相連接的制冷劑氣體管路。
下面，對本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置2的結(jié)構(gòu)進行說明。
在圖2所示的油循環(huán)流量測定裝置2的結(jié)構(gòu)中，油分離器3的本體部3a形成圓筒的罐狀、在它的下方部形成油槽缸部3b。
在油分離器3的中心部上方設(shè)有與出口側(cè)的制冷劑氣體管路2a相連接的制冷劑氣體集合管3c、成螺旋狀地設(shè)置在上述制冷劑氣體集合管3c的外側(cè)的回旋板3d、成傘形設(shè)置在上述回旋板3d下端部的導(dǎo)引板3e；而且，在上述回旋板3d和導(dǎo)引板3e的外側(cè)具有油分離板3f，它是沿著上述本體部3a的內(nèi)周面設(shè)置成波狀板的。
在上述油分離板3f的下方設(shè)置著屏蔽板3g，它具有多個油滴下用小孔、被做成盤狀，設(shè)置成將油分離器3的本體部3a和油槽缸部3b隔開。
而且，在上述油分離器3內(nèi)設(shè)有與油面高度相對應(yīng)地進行升降的浮子6a、直立地設(shè)置在油槽缸3b底部的探針6b，這個探針6b做成有游隙地與上述浮子6a嵌合并插入其中。
并且、由內(nèi)表面設(shè)置著磁鐵的上述浮子6a和內(nèi)部組裝著電阻體的探針6b構(gòu)成磁致伸縮式的液面計6，形成由這個液面計(油面計)6和電動式流量控制閥4b或電動式控制泵7構(gòu)成的液面高度的控制系統(tǒng)4，上述電動式流量控制閥或電動式控制泵7是根據(jù)液面計6輸出的檢測信號而將上述液面高度控制在規(guī)定的位置上的。4a和7a是分別表示傳遞上述控制系統(tǒng)4的信號的電纜。5a是表示上述質(zhì)量流量計5的顯示部、SV是表示在油返回管路2b中、與上述電動式控制泵7并列連接的封閉閥。
下面，對本實施方式的制冷用壓縮機試驗裝置1的機能進行說明。
如果采用本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置2，則能用油分離器3將制冷劑中的油大致完全地捕捉而加以分離之后，對它的質(zhì)量流量進行計測。
即、借助制冷劑管路12a、從制冷用壓縮機12排出到油分離器3的本體部3a內(nèi)的制冷劑氣體由急劇的減速而使油進行1次分離，接著、在通過多圈回旋板3d上形成的漸漸擴大的回旋流路的過程中，由離心力作用而使油進行2次分離，經(jīng)過這些分離過程的油附著在油分離板3f上，從設(shè)置在中央的屏蔽板3g的油滴下孔通過，向下方的油槽缸部3b落下。
由實驗結(jié)果可見，在上述油分離器3的導(dǎo)引板3e下部的空間中，制冷劑氣體的流速下降到每秒鐘50厘米以下，由此，使制冷劑氣體的流速對液面絕無影響，能得到99.9％以上的油分離效果。
這樣，經(jīng)過脫油的制冷劑氣體，借助傘狀的導(dǎo)引板3e和制冷劑氣體集合管3c之后，向出口側(cè)的制冷劑氣體管路2a流出。
如上所述，設(shè)置在上述油槽缸部3b里的液面計6是在球形浮子6a內(nèi)設(shè)置著磁鐵，而且在探針6b內(nèi)組裝著電阻體，用分解性能高的磁致伸縮式位移傳感器方式、正確地檢測油面的位置和變化。即、在圖2所示的油循環(huán)流量測定裝置的結(jié)構(gòu)中，把從液面計6輸出的檢測信號輸入到控制部4，由控制部4就能使油槽缸部3b內(nèi)的油面高度保持一定地進行控制。
為了對油槽缸部3b流出的油的流量進行檢測，設(shè)置著質(zhì)量流量計5，它是用時間積分值表示油的質(zhì)量流量，能瞬時、連續(xù)地對油的變動量進行在線檢測。
由于將上述油槽缸部3b內(nèi)的油面保持一定，因而借助油返回管路2b將返回到制冷劑回路的油的流量保持一定，能提高制冷劑用壓縮機的性能試驗精度。
由于將第1流量調(diào)節(jié)閥V1設(shè)置在上述油返回管路2b上、進行減壓調(diào)整，因而就減少了對連接部的壓力的影響。
在本實施方式中，從油返回管路2b流出的油就這樣返回到循環(huán)的低壓系統(tǒng)。
下面，當(dāng)本實施方式的制冷用壓縮機試驗裝置1的操作方法進行說明。
先將規(guī)定數(shù)量的油(制冷機油)封入到油槽缸部3b和用作試驗的制冷用壓縮機12里，將運轉(zhuǎn)所需要的附屬品全部安裝上，對裝置內(nèi)的管路進行抽真空之后，將一定量的制冷劑封入到裝置內(nèi)。
然后，在附設(shè)有電動式控制泵7的場合下，在將這控制泵7停止的狀態(tài)下，將旁通管路的封閉閥SV全部打開，在由電動式流量控制閥4b能對油槽缸部3b的油面高度進行調(diào)節(jié)之后、使制冷用壓縮機12動作，這時，由上述制冷用壓縮機12借助制冷劑氣體管路12a、將含有油的過熱狀態(tài)的制冷劑氣體排出到油分離器3。
制冷劑氣體和油在油分離器3中分離，分離了的高壓系的制冷劑氣體通過氣體流量計8而進行流量的測定，這些制冷劑氣體的約20％流過冷凝器9，其余的約80％的制冷劑氣體流過旁通管路8d，經(jīng)過第2流量調(diào)節(jié)閥V2之后、流入冷卻器11而成為低壓系。
在上述冷凝器9里流動的制冷劑氣體由熱交換部9a冷卻而液化，借助受液器10和第3流量調(diào)節(jié)閥V3而送到氣體冷卻器11，被噴射到上述氣體冷卻器11內(nèi)。
在上述氣體冷卻器11內(nèi)、先是借助第2流量調(diào)節(jié)閥V2而流入的制冷劑氣體與被噴射到這個氣體冷卻器11內(nèi)的制冷劑液體混合而被冷卻，進而與上述油返回管路2b流出的油混合而成為規(guī)定的溫度·壓力，經(jīng)過制冷劑氣體管路11a而返回到上述用作試驗的制冷用壓縮機12的吸入側(cè)。這樣，在本實施方式中將油回流到循環(huán)的低壓系制冷劑氣體中。
這樣，形成一系列的試驗循環(huán)周期，能瞬時而且連續(xù)、正確地在線上計測由用作試驗的壓縮機的運轉(zhuǎn)而從這個壓縮機排出的油流量。
圖3是用圖1所示的試驗裝置、在管線上進行計測而得到的壓縮機起動之后到穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時的數(shù)據(jù)。從這些數(shù)據(jù)可見，油高度面較穩(wěn)定，而且在起動之后的連續(xù)計測過程中、能以實用上沒有問題的精度進行計測。
在本實施方式中介紹的是一個這樣的例子，即、在基于制冷劑氣體流量計法的制冷用壓縮機的試驗裝置1中設(shè)有本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置2的。但是，它也可以是在制冷用壓縮機的試驗循環(huán)裝置中設(shè)有本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置2。而且，也可以在熱交換器試驗循環(huán)裝置中設(shè)有本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置2。
下面，參照著圖4來說明本發(fā)明的第2實施方式。
圖4是本實施方式的制冷用壓縮機試驗裝置1′的系統(tǒng)圖，裝置1′也具有圖2所示的本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置2。
本實施方式與上述第1實施方式之間的不同點是從上述油循環(huán)流量測定裝置2向循環(huán)回流的油回流點不是向循環(huán)的低壓系回流、而是向循環(huán)的高壓系回流。
在本實施方式中，用于試驗的壓縮機12的排出側(cè)也是借助冷卻氣體管路12a而與油循環(huán)流量測定裝置2相連接的，上述油循環(huán)流量測定裝置2的結(jié)構(gòu)是與上述第1實施方式所述裝置相同的。
由油循環(huán)流量測定裝置2中進行過脫油的高壓系的過熱制冷劑氣體經(jīng)過制冷劑氣體流量計8而到制冷劑氣體管路8c，在這里、大約20％的上述過熱制冷劑氣體被送到冷凝器9，其余大約80％經(jīng)過設(shè)置在旁通管路8d上的流量調(diào)節(jié)閥V2而向冷卻器11放出，成為低壓系制冷劑氣體。這也是和上述第1實施方式中所述的經(jīng)過同樣的。
本實施方式中，將油返回管路2b連接在制冷循環(huán)的高壓系上、譬如連接在制冷劑氣體管路8c向上述旁通管路8d的分支點的下游側(cè)。
在這種場合下，從上述油返回管路2b流出的油與氣體流量計8流出的高壓系的過熱制冷劑氣體的大約20％混合之后流入冷凝器9，經(jīng)過受液器10、第3流量調(diào)整閥V3、氣體冷卻器11而返回到制冷劑氣體管路11a。
下面，對本實施方式的制冷用壓縮機試驗裝置1′的操作方法進行說明。
當(dāng)試驗裝置1′起動時，將規(guī)定數(shù)量的油封入用于試驗的制冷用壓縮機里，將運轉(zhuǎn)所需要的附屬品全部安裝上，對裝置內(nèi)的管路進行抽真空之后，將一定數(shù)量的制冷劑封入的這裝置內(nèi)。這是與上述第1實施方式所述同樣的。
接著，在本實施方式中，將流量控制閥4b全部打開，而且將旁通管路的封閉閥SV全部關(guān)閉，由電動式控制泵7將油槽缸部3b的油加壓并且送出，例如由控制部4將油槽缸部3b的油面高度保持一定地對控制泵7進行控制，對設(shè)有制冷用壓縮機的制冷循環(huán)進行試驗。
借助管路的連接變化，能容易地將本第2實施方式變換成上述第1實施方式，與此相反、也能容易地將第1實施方式變換成第2實施方式。
上述第1或第2實施方式中，用電動式流量控制閥4b和/或者電動式控制泵7將油槽缸3b的油面高度經(jīng)常保持一定地加以控制，但是，如果將電動式流量控制閥4b和/或者電動式控制泵7關(guān)閉一定時間，而且能算出這段時間里、由油槽缸部3b的油面上升而流出的油量，則即使沒有設(shè)置質(zhì)量流量計5，也能進行油流量的測定。
這樣，本發(fā)明的油循環(huán)流量測定裝置2，由于在試驗循環(huán)周期的任意位置上、都能使油返回，因而譬如將油返回管路2b與制冷用壓縮機12的吸入側(cè)的制冷劑氣體管路11a相連接，就能進行上述油槽缸3b內(nèi)的油的增減試驗，能對循環(huán)的油量在上述壓縮機12的制冷能力方面的影響進行研究，而且能對上述壓縮機12運轉(zhuǎn)時的油流量特性進行研究。
此外，還能容易地用上述油循環(huán)流量測定裝置2、對試驗循環(huán)的熱交換器(冷凝器、蒸發(fā)器)、研究油在這些熱交換器性能方面的影響。
發(fā)明的效果如上所述，如果采用本發(fā)明，則能在線上對制冷循環(huán)的油流量正確地進行測定，而且能有效地把握油對構(gòu)成制冷用壓縮機、冷凝器或蒸發(fā)器等制冷循環(huán)構(gòu)件的影響。
權(quán)利要求
1.制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置，其特征在于，它具有如下所述的結(jié)構(gòu)，即、在具有制冷用壓縮機的制冷循環(huán)中，將具有油槽缸和液面計的油分離器設(shè)置在上述制冷用壓縮機排出側(cè)的制冷劑管路的途中，將與制冷劑混合的油在這分離器上進行分離，在上述油槽缸的油出口側(cè)管路上串聯(lián)地設(shè)置著能調(diào)節(jié)上述油槽缸的油面高度的流量控制閥和/或控制泵和油流量計，使流出的油在上述制冷循環(huán)的任意位置上再與制冷劑混合。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置，其特征在于，上述油分離器是在圓筒狀的本體下部形成上述油槽缸，設(shè)有成螺旋狀地設(shè)置在本體內(nèi)的中心部的回旋板、設(shè)置在上述回旋板的下端部的傘形導(dǎo)引板、插入地通過上述回旋板和導(dǎo)引板的中心部的制冷劑氣體流出管、沿著上述本體內(nèi)壁面而設(shè)置的油分離板，而且在上述分離板的下方設(shè)置著屏蔽板，其具有多個油滴下用小孔、設(shè)置成覆蓋上述油槽缸的油面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置，其特征在于，上述液面計具有浮子和探針，前者是根據(jù)上述油槽缸內(nèi)的油面高度而進行升降；后者是直立地設(shè)置在上述油槽缸的底部，上述探針是與上述浮子游隙地嵌合并且插入通過這浮子。
4.如權(quán)利要求1或3所述的制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置，其特征在于，上述流量控制閥是對從上述油槽缸流出的油流出量進行限制，能調(diào)節(jié)上述油槽缸內(nèi)的油面高度的電動式流量控制閥。
5.如權(quán)利要求1所述的制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置，其特征在于，上述油流量計是用時間的積分值表示油質(zhì)量流量的質(zhì)量流量計。
6.如權(quán)利要求1或3所述的制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置，其特征在于，上述控制泵是替代上述流量控制閥、能調(diào)節(jié)上述油槽缸內(nèi)的油面高度的電動式控制泵。
7.制冷用壓縮機的試驗裝置，其特征在于，它是制冷用壓縮機的試驗裝置，在主要進行上述制冷用壓縮機的制冷能力試驗的裝置中、和/或進行制冷用壓縮機的耐久性試驗和可靠性試驗的試驗循環(huán)用的裝置中，設(shè)有如權(quán)利要求1所述的油循環(huán)流量測定裝置。
8.制冷用或者空調(diào)用熱交換器的試驗裝置，其特征在于，它是制冷裝置或空調(diào)裝置的熱交換器的試驗裝置，在主要用于對這些熱交換器的性能進行試驗的裝置、和進行這些熱交換器的耐久性試驗和可靠性試驗的試驗循環(huán)用的裝置中，設(shè)有如權(quán)利要求1所述的油循環(huán)流量測定裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制冷循環(huán)的油循環(huán)流量測定裝置(2)，這種裝置能在線上高精度地測定制冷循環(huán)中的油循環(huán)流量，而且能對返回到管線的任意部位上的油進行高精度的流量控制。它是將具有油槽缸(3b)和液面計(6)的油分離器(3)設(shè)置在上述制冷用壓縮機(12)排出側(cè)的冷卻管路(12a)的途中，將與制冷劑混合的油分離到上述油槽缸(3b)里，而且，在上述油槽缸(3b)的油出口側(cè)管路(2b)上串聯(lián)地設(shè)置著能調(diào)節(jié)上述油槽缸(3b)的油面高度的電動式流量控制閥(4b)和/或電動式控制泵(7)和質(zhì)量油流量計(5)，使質(zhì)量流量計(5)流出的油回流到制冷循環(huán)里。
文檔編號G01M99/00GK1467491SQ03102289
公開日2004年1月14日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月12日
發(fā)明者野田博之, 高田敏也, 山下幸男, 赤井信一, 一, 也, 男 申請人:佐竹化學(xué)機械工業(yè)株式會社, 佐竹冷熱株式會社