CN1288431C - 制冷循环的油循环流量测定装置和设有该装置的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制冷循环的油循环流量测定装置(2)，这种装置能在线上高精度地测定制冷循环中的油循环流量，而且能对返回到管线的任意部位上的油进行高精度的流量控制。它是将具有油槽缸(3b)和液面计(6)的油分离器(3)设置在上述制冷用压缩机(12)排出侧的冷却管路(12a)的途中，将与制冷剂混合的油分离到上述油槽缸(3b)里，而且，在上述油槽缸(3b)的油出口侧管路(2b)上串联地设置着能调节上述油槽缸(3b)的油面高度的电动式流量控制阀(4b)和/或电动式控制泵(7)和质量油流量计(5)，使质量流量计(5)流出的油回流到制冷循环里。

Description

制冷循环的油循环流量测定装置 和设有该装置的试验装置

技术领域

本发明涉及一种制冷循环的油循环流量测定装置和设有该油循环流量测定装置及空调装置的试验装置；这种油循环流量测定装置是在制冷循环中，能对混合在制冷剂中的从制冷用压缩机排出的油的循环流量进行测定、而且能对该循环流量进行调节。

背景技术

在制冷装置或空调装置的制冷用压缩机中进行循环的油是和制冷剂混合地使用的。然而、由于制冷剂与油的混合比例对制冷装置或空调装置的性能会产生很大的影响，因而在制冷循环的试验装置中、必需进行油循环量的测定。

以前，在JIS B8606中记载着作为制冷用压缩机的油循环量测定方法的重量测定法，这是用批量的方式、对冷凝液制冷剂的油流量进行测定的方法，由于它是脱离管线的计测，因而使这个方法在处理方面有困难，譬如不能进行瞬时的变化和继续的计测，而且在计测时需要较长的时间等。

由于在制冷循环的管线中，会由压力或温度的变化而使制冷剂变化成气相状态或液相状态、会使油和制冷剂变化成混合的状态，因而，为了高精度地计测油流量，就有如何使制冷剂中的油高精度地分离、如何高精度地计测它的流量的问题。

此外，还有如何将分离·计测结束后的油返回到制冷循环中的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，其目的是提供一种制冷循环的油循环流量测定装置，这种装置能在管线上(在线)高精度地测定制冷循环中的油循环流量，而且能对返回到管线的油进行高精度的流量控制。

为了达到上述目的而作出的本发明的制冷循环的油循环流量测定装置，其特征在于，它包括：连接在制冷用压缩机排出侧的制冷剂管路中的具有油槽缸和液面计的油分离器；串联地设置在上述油槽缸的油出口侧管路上的能调节上述油槽缸的油面高度的流量控制阀和/或控制泵和油流量计；连接在上述制冷用压缩机吸入侧的制冷剂管路中的、将从上述油出口侧管路流出的油再与由上述油分离器将油分离后的制冷剂气体进行混合的气体冷却器。

附图说明

图1是本发明第1实施方式的制冷用压缩机试验装置的系统图。

图2是本发明的油循环流量测定装置的结构图。

图3是用图1所示试验装置进行的计测数据的一个例子的图表。

图4是本发明第2实施方式的制冷用压缩机试验装置的系统图。

具体实施方式

下面，参照着图1～图3来说明本发明的第1实施方式。

图1是本实施方式的制冷用压缩机试验装置1的系统图，这个制冷用压缩机试验装置1具备图2所示的本发明的油循环流量测定装置2。

即、在图1的系统图中、12是进行试验的供试压缩机，这个压缩机12的排出侧借助制冷剂气体管路12a而与油循环流量测定装置2相连接。

上述油循环流量测定装置2具有油分离器3，这个油分离器3设有如下所述的油槽缸部3b，这个油分离器3的油返回管路2b依次经过电动式流量控制阀4b、质量流量计5、电动式控制泵7和第1流量调节阀V1而与气体冷却器11相连接。根据分离油的返回部位和用途不同，也有只使用电动式流量控制阀4b和电动式控制泵7等构件中的一方的场合。

2a是经过脱油的高压系统的过热制冷剂气体流动的制冷剂气体管路，与制冷剂气体流量计8相连接。

上述气体制冷剂气体流量计8设有：由孔口构成的节流机构8a、差压传感器8b、将上述差压传感器8b周围的温度控制成与上述节流机构8a上游侧的制冷剂温度相等的控制机构(图中没有表示)。

上述制冷剂气体流量计8的出口侧与作为制冷剂气体管路8c的冷凝器9相连接，而且在上述冷凝器9的入口侧前、使分支出具有第2流量调节阀V2的分流(旁路)管路8d而与上述气体冷却器11相连接。

上述冷凝器9具有热交换部9a和冷却水管路9b，用于使制冷剂气体液化。

上述冷凝器9的出口侧的制冷剂管路10a借助受液器10和第3流量调节阀V3而与上述气体冷却器11相连接。11a是上述制冷用压缩机12的吸入侧与上述气体冷却器11的出口侧相连接的制冷剂气体管路。

下面，对本发明的油循环流量测定装置2的结构进行说明。

在图2所示的油循环流量测定装置2的结构中，油分离器3的本体部3a形成圆筒的罐状、在它的下方部形成油槽缸部3b。

在油分离器3的中心部上方设有：与出口侧的制冷剂气体管路2a相连接的制冷剂气体集合管3c、成螺旋状地设置在上述制冷剂气体集合管3c的外侧的回旋板3d、成伞形设置在上述回旋板3d下端部的导引板3e；而且，在上述回旋板3d和导引板3e的外侧具有油分离板3f，它是沿着上述本体部3a的内周面设置成波状板的。

在上述油分离板3f的下方设置着屏蔽板3g，它具有多个油滴下用小孔、被做成盘状，设置成将油分离器3的本体部3a和油槽缸部3b隔开。

而且，在上述油分离器3内设有：与油面高度相对应地进行升降的浮子6a、直立地设置在油槽缸3b底部的探针6b，这个探针6b做成有游隙地与上述浮子6a嵌合并插入其中。

并且、由内表面设置着磁铁的上述浮子6a和内部组装着电阻体的探针6b构成磁致伸缩式的液面计6，形成由这个液面计(油面计)6和电动式流量控制阀4b或电动式控制泵7构成的液面高度的控制系统4，上述电动式流量控制阀或电动式控制泵7是根据液面计6输出的检测信号而将上述液面高度控制在规定的位置上的。4a和7a是分别表示传递上述控制系统4的信号的电缆。5a是表示上述质量流量计5的显示部、SV是表示在油返回管路2b中、与上述电动式控制泵7并列连接的封闭阀。

下面，对本实施方式的制冷用压缩机试验装置1的机能进行说明。

如果采用本发明的油循环流量测定装置2，则能用油分离器3将制冷剂中的油大致完全地捕捉而加以分离之后，对它的质量流量进行计测。

即、借助制冷剂管路12a、从制冷用压缩机12排出到油分离器3的本体部3a内的制冷剂气体由急剧的减速而使油进行1次分离，接着、在通过多圈回旋板3d上形成的渐渐扩大的回旋流路的过程中，由离心力作用而使油进行2次分离，经过这些分离过程的油附着在油分离板3f上，从设置在中央的屏蔽板3g的油滴下孔通过，向下方的油槽缸部3b落下。

由实验结果可见，在上述油分离器3的导引板3e下部的空间中，制冷剂气体的流速下降到每秒钟50厘米以下，由此，使制冷剂气体的流速对液面绝无影响，能得到99.9％以上的油分离效果。

这样，经过脱油的制冷剂气体，借助伞状的导引板3e和制冷剂气体集合管3c之后，向出口侧的制冷剂气体管路2a流出。

如上所述，设置在上述油槽缸部3b里的液面计6是在球形浮子6a内设置着磁铁，而且在探针6b内组装着电阻体，用分解性能高的磁致伸缩式位移传感器方式、正确地检测油面的位置和变化。即、在图2所示的油循环流量测定装置的结构中，把从液面计6输出的检测信号输入到控制部4，由控制部4就能使油槽缸部3b内的油面高度保持一定地进行控制。

为了对油槽缸部3b流出的油的流量进行检测，设置着质量流量计5，它是用时间积分值表示油的质量流量，能瞬时、连续地对油的变动量进行在线检测。

由于将上述油槽缸部3b内的油面保持一定，因而借助油返回管路2b将返回到制冷剂回路的油的流量保持一定，能提高制冷剂用压缩机的性能试验精度。

由于将第1流量调节阀V1设置在上述油返回管路2b上、进行减压调整，因而就减少了对连接部的压力的影响。

在本实施方式中，从油返回管路2b流出的油就这样返回到循环的低压系统。

下面，当本实施方式的制冷用压缩机试验装置1的操作方法进行说明。

先将规定数量的油(制冷机油)封入到油槽缸部3b和用作试验的制冷用压缩机12里，将运转所需要的附属品全部安装上，对装置内的管路进行抽真空之后，将一定量的制冷剂封入到装置内。

然后，在附设有电动式控制泵7的场合下，在将这控制泵7停止的状态下，将旁通管路的封闭阀SV全部打开，在由电动式流量控制阀4b能对油槽缸部3b的油面高度进行调节之后、使制冷用压缩机12动作，这时，由上述制冷用压缩机12借助制冷剂气体管路12a、将含有油的过热状态的制冷剂气体排出到油分离器3。

制冷剂气体和油在油分离器3中分离，分离了的高压系的制冷剂气体通过气体流量计8而进行流量的测定，这些制冷剂气体的约20％流过冷凝器9，其余的约80％的制冷剂气体流过旁通管路8d，经过第2流量调节阀V2之后、流入冷却器11而成为低压系。

在上述冷凝器9里流动的制冷剂气体由热交换部9a冷却而液化，借助受液器10和第3流量调节阀V3而送到气体冷却器11，被喷射到上述气体冷却器11内。

在上述气体冷却器11内、先是借助第2流量调节阀V2而流入的制冷剂气体与被喷射到这个气体冷却器11内的制冷剂液体混合而被冷却，进而与上述油返回管路2b流出的油混合而成为规定的温度·压力，经过制冷剂气体管路11a而返回到上述用作试验的制冷用压缩机12的吸入侧。这样，在本实施方式中将油回流到循环的低压系制冷剂气体中。

这样，形成一系列的试验循环周期，能瞬时而且连续、正确地在线上计测由用作试验的压缩机的运转而从这个压缩机排出的油流量。

图3是用图1所示的试验装置、在管线上进行计测而得到的压缩机起动之后到稳定运转时的数据。从这些数据可见，油高度面较稳定，而且在起动之后的连续计测过程中、能以实用上没有问题的精度进行计测。

在本实施方式中介绍的是一个这样的例子，即、在基于制冷剂气体流量计法的制冷用压缩机的试验装置1中设有本发明的油循环流量测定装置2的。但是，它也可以是在制冷用压缩机的试验循环装置中设有本发明的油循环流量测定装置2。而且，也可以在热交换器试验循环装置中设有本发明的油循环流量测定装置2。

下面，参照着图4来说明本发明的第2实施方式。

图4是本实施方式的制冷用压缩机试验装置1′的系统图，

装置1′也具有图2所示的本发明的油循环流量测定装置2。

本实施方式与上述第1实施方式之间的不同点是从上述油循环流量测定装置2向循环回流的油回流点不是向循环的低压系回流、而是向循环的高压系回流。

在本实施方式中，用于试验的压缩机12的排出侧也是借助冷却气体管路12a而与油循环流量测定装置2相连接的，上述油循环流量测定装置2的结构是与上述第1实施方式所述装置相同的。

由油循环流量测定装置2中进行过脱油的高压系的过热制冷剂气体经过制冷剂气体流量计8而到制冷剂气体管路8c，在这里、大约20％的上述过热制冷剂气体被送到冷凝器9，其余大约80％经过设置在旁通管路8d上的流量调节阀V2而向冷却器11放出，成为低压系制冷剂气体。这也是和上述第1实施方式中所述的经过同样的。

本实施方式中，将油返回管路2b连接在制冷循环的高压系上、譬如连接在制冷剂气体管路8c向上述旁通管路8d的分支点的下游侧。

在这种场合下，从上述油返回管路2b流出的油与气体流量计8流出的高压系的过热制冷剂气体的大约20％混合之后流入冷凝器9，经过受液器10、第3流量调整阀V3、气体冷却器11而返回到制冷剂气体管路11a。

下面，对本实施方式的制冷用压缩机试验装置1′的操作方法进行说明。

当试验装置1′起动时，将规定数量的油封入用于试验的制冷用压缩机里，将运转所需要的附属品全部安装上，对装置内的管路进行抽真空之后，将一定数量的制冷剂封入的这装置内。这是与上述第1实施方式所述同样的。

接着，在本实施方式中，将流量控制阀4b全部打开，而且将旁通管路的封闭阀SV全部关闭，由电动式控制泵7将油槽缸部3b的油加压并且送出，例如由控制部4将油槽缸部3b的油面高度保持一定地对控制泵7进行控制，对设有制冷用压缩机的制冷循环进行试验。

借助管路的连接变化，能容易地将本第2实施方式变换成上述第1实施方式，与此相反、也能容易地将第1实施方式变换成第2实施方式。

上述第1或第2实施方式中，用电动式流量控制阀4b和/或者电动式控制泵7将油槽缸3b的油面高度经常保持一定地加以控制，但是，如果将电动式流量控制阀4b和/或者电动式控制泵7关闭一定时间，而且能算出这段时间里、由油槽缸部3b的油面上升而流出的油量，则即使没有设置质量流量计5，也能进行油流量的测定。

这样，本发明的油循环流量测定装置2，由于在试验循环周期的任意位置上、都能使油返回，因而譬如将油返回管路2b与制冷用压缩机12的吸入侧的制冷剂气体管路11a相连接，就能进行上述油槽缸3b内的油的增减试验，能对循环的油量在上述压缩机12的制冷能力方面的影响进行研究，而且能对上述压缩机12运转时的油流量特性进行研究。

此外，还能容易地用上述油循环流量测定装置2、对试验循环的热交换器(冷凝器、蒸发器)、研究油在这些热交换器性能方面的影响。

发明的效果

如上所述，如果采用本发明，则能在线上对制冷循环的油流量正确地进行测定，而且能有效地把握油对构成制冷用压缩机、冷凝器或蒸发器等制冷循环构件的影响。

Claims (8)

1.制冷循环的油循环流量测定装置，其特征在于，它包括：连接在制冷用压缩机排出侧的制冷剂管路中的具有油槽缸和液面计的油分离器；串联地设置在上述油槽缸的油出口侧管路上的能调节上述油槽缸的油面高度的流量控制阀和/或控制泵和油流量计；连接在上述制冷用压缩机吸入侧的制冷剂管路中的、将从上述油出口侧管路流出的油再与由上述油分离器将油分离后的制冷剂气体进行混合的气体冷却器。

2.如权利要求1所述的制冷循环的油循环流量测定装置，其特征在于，上述油分离器是在圆筒状的本体下部形成上述油槽缸，设有：成螺旋状地设置在本体内的中心部的回旋板、设置在上述回旋板的下端部的伞形导引板、插入地通过上述回旋板和导引板的中心部的制冷剂气体流出管、沿着上述本体内壁面而设置的油分离板，而且在上述分离板的下方设置着屏蔽板，其具有多个油滴下用小孔、设置成覆盖上述油槽缸的油面。

3.如权利要求1或2所述的制冷循环的油循环流量测定装置，其特征在于，上述液面计具有浮子和探针，前者是根据上述油槽缸内的油面高度而进行升降；后者是直立地设置在上述油槽缸的底部，上述探针是与上述浮子带有游隙地嵌合并且插入通过该浮子。

4.如权利要求1或3所述的制冷循环的油循环流量测定装置，其特征在于，上述流量控制阀是对从上述油槽缸流出的油流出量进行限制，能调节上述油槽缸内的油面高度的电动式流量控制阀。

5.如权利要求1所述的制冷循环的油循环流量测定装置，其特征在于，上述油流量计是用时间的积分值表示油质量流量的质量流量计。

6.如权利要求1或3所述的制冷循环的油循环流量测定装置，其特征在于，上述控制泵是能调节上述油槽缸内的油面高度的电动式控制泵。

7.制冷用压缩机的试验装置，其特征在于，它是制冷用压缩机的试验装置，在进行上述制冷用压缩机的制冷能力试验的装置中、和/或进行制冷用压缩机的耐久性试验和可靠性试验的试验循环用的装置中，设有如权利要求1所述的油循环流量测定装置。

8.制冷用或者空调用热交换器的试验装置，其特征在于，它是制冷装置或空调装置的热交换器的试验装置，在用于对这些热交换器的性能进行试验的装置、和进行这些热交换器的耐久性试验和可靠性试验的试验循环用的装置中，设有如权利要求1所述的油循环流量测定装置。

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