JP2015148400A - 冷却剤を冷却システムに充填する方法、充填を記録および制御するための装置、ならびに方法および装置の使用 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却システム内に冷却剤を充填する公知の方法の欠点を改善することを目的とする。【解決手段】 ホース（４）を介する冷却システム（６）内への冷却剤の正確な充填を確実にするために、温度センサ（ＴｓおよびＴｅ）ならびに圧力センサ（ＰｓおよびＰｅ）が、ホース（４）の入口側および／または出口側に取付けられる。信号がこれらのセンサからコンピュータ（１１）に与えられてもよく、コンピュータ（１１）は、ホース（４）を介して供給される量を計算することができ、これによりバルブ（５）を介してその量を制御することができる。この態様では、充填量が、従来のように重量制御のみに基づくのではなく、その密度に基づいて求められることが確実にされる。【選択図】図２

Description

発明の詳細な説明
先行技術
本発明は、ホースなどの導管を介して冷却システムに冷却剤を充填する方法に関するものであって、冷却剤は入口端部からホースに供給され、当該ホースは、出口端部において冷却システムと接続されており、充填は、ホースの入口端部にありホースの出口端部のバルブを制御するメータによって制御される。本発明はさらに、そのための装置およびその装置の使用に関する。

このような方法は、冷却システムの保守点検および修理に関連して行なわれる。
ガス状の冷却剤が用いられる場合、特別な物理的条件と、これにより、所与量のガス状冷却剤を充電しなければならない場合に考慮されるべき条件とが関与する。

公知の方法は、重量による充填に関するものであり、これは、充填された量が充填最中に計量されることを意味する。

このような充填の例は、ともに冷却剤の重量による充填を開示しているＪＰ８３０３９６０ＡおよびＵＳ４４７０２６５Ａから公知である。

冷却剤の質量流量の測定に基づいた充填はＵＳ５２３１８４１Ａから公知である。一定の体積流量はフローバルブによって維持される。圧力および温度を測定することにより、バルブを通り過ぎた後に密度が求められてもよく、その後、質量流量が計算されてもよい。

同様の方法が、ＵＳ５７５８５０６Ａから公知である。ここでも質量流量が測定される。ノズル状の固定抵抗を用いることにより、かつ、ノズルにわたる圧力差を測定し、ノズルを通り過ぎる前および後に温度および圧力を測定することにより、ノズルを通る流れと、これにより充填とが計算され得る。

しかしながら、これらの充填方法はかなり不正確になってしまう。この不正確さは、充填がホースを介して行なわれることによって引起こされるものであって、このホースの内部体積は、最大７メートルであり得るその長さと、その内径とに左右され、冷却剤の供給圧と同様に、その温度および周囲の温度が冷却剤の密度に影響を及ぼしている。これは単位体積当たりの重量で測定される。

このため、測定および計算された冷却剤の量は、ちょうど、メータを通り過ぎる量の測定値に相当する。しかしながら、この量は、ホースの長さが測定箇所とバルブとの間にわたっているために、ホースの出口側における充填バルブを通る量とはならない。これは、冷却剤の充填量が不正確になることを意味する。

これに追加すべきこととして、圧力が、通常、出口端部よりも入口端部における方がより高くなり得るので、この圧力がホースを通って低下する可能性があることと、これにより、その密度が充填中に出口端部よりも入口端部における方がより高くなることとが挙げられる。

これは、ホース内の冷却剤の平均密度がより小さくなるであろうことと、これにより、ホース内の量がホースの入口側において相対的に低下してしまっているだろうこととを意味する。このため、ホースは充填の開始から終了に至るまである程度まで空にされてしまっており、その量は、メータに記録されることなく冷却システムに加えられてしまっていることとなる。

この密度差は、さらに、ホースの長さおよびその内径に依存することとなるが、これらホースの長さおよびその内径は、必要な補償の計算に含まれ得る変数である。

これらの要因により、冷却システム内に適切かつ正確な量の冷却剤を充填するのが困難になる。

発明の目的
本発明の目的は、冷却システム内に冷却剤を充填する公知の方法の上述の欠点を改善することである。

これは本発明に従った方法によって達成される。当該方法においては、冷却剤の温度およびその圧力は、冷却剤がホースに投入される最中および／または冷却剤がホースから排出される最中に記録される。これにより、単純な態様で可能な限り高い精度が確実に得られ、これにより、冷却剤の物理的状態に関わらず所望の量の冷却剤が正確に充填されることが確実にされる。

請求項２および３に記載されるように、ホースの入口端部および出口端部において温度および圧力の両方のためにセンサが用いられる場合、好適なソフトウェアを備えた接続されたコンピュータであれば、フローバルブを介して充填を補償および制御することができるだろう。

最後に、請求項４に記載されるように、ガス状の冷却剤の充填を制御および調節するための方法を用いることは好都合である。なぜなら、流れと、それによりもたらされる圧力低下とのせいで、ホースを通じて比較的大きな密度差が生じることになるからである。

方法およびそのための装置についての実施形態の一例を、添付の図面に関連付けて以下により十分に説明する。

公知の充填方法を示す基本図である。 本発明に従った方法を示す図である。

例示的な実施形態の説明
図１は、ポンプ２に接続された圧力シリンダ１内の冷却剤を示すシステム図によって例示される充填の公知方法の一例を示す。ポンプ２は、導管２ａを介し、定量メータ３を通って、数メートルの長さを有し得るホース４へと冷却剤を送りこむ。

ホース４の出口端部にはフローバルブ５が取付けられており、フローバルブ５は、メータ３からの信号５ａにより、冷却剤が充填されるべき冷却システム６への導管６ａを介する気体の供給を制御する。

この方法はさほど正確ではない。というのも、充填量が単にメータ３だけに基づいたものであり、冷却剤自体の温度、システム周囲の温度、ホースの圧力および体積に左右されるであろう冷却剤の密度が考慮されていないからである。

図２は、本発明に従ったシステムの一例を示す。当該システムはホース４を含む。当該ホース４には、冷却剤がポンプ圧を受けて導管２ａを介して供給される。当該ホース４は、導管６ａを通り冷却システム（図示せず）に達する冷却剤を制御するためのフローバルブ５を備える。

正確な充填を確実にするために、センサが本発明に従って取付けられる。温度Ｔおよび圧力Ｐのこれらのセンサは、それぞれ、ホース４の出口端部だけでなく入口端部にも取付けられる。これらのセンサは、入口センサについてはＴｓおよびＰｓで示され、出口センサについてはＴｅおよびＰｅで示される。

センサは、ホースの入口部分８ａについては信号発生器７ａを介して、ホースの出口部分１０ａについては信号発生器９ａを介してコンピュータ１１に信号を送信する。

これにより、コンピュータ１１内のソフトウェアがホース４を通る気体流の密度を計算することが可能となり、これにより、バルブ５を通過する量を補償することが可能となり、さらにこれにより、冷却剤の物理的状態に関わらず、かつ、冷却剤がガス状であるかまたは液状であるかに関わらず、正確な量の冷却剤を充填することを確実にすることができる。

予め定められた量がバルブ５を通過すると、信号５ａがバルブ５に与えられ、これにより、流れを遮断することができ、こうして、冷却システムへの充填を遮断することができる。

これにより、充填がより正確になる。というのも、冷却剤が確実に正確な量にされ、これにより、このタイプの冷却システムの最も経済的なメンテナンスおよび動作が保証されるからである。

実際には、複数の信号発生器がホース４のまわりに集められ、これにより、冷却剤がホースの内部を通って運ばれるのと同時にホース４がこれらのキャリアになるだろう。充填部分と冷却システムとの間の連結手段は、バルブ５が取付けられているホースの出口端部において一般に公知の態様で取付けられるだろう。

１ 圧力シリンダ、２ ポンプ、３ 定量メータ、４ ホース、５ フローバルブ、６ 冷却システム。

Claims (4)

1. ホースなどの導管を介して冷却システムに冷却剤を充填する方法であって、冷却剤が入口端部から前記ホースに供給され、前記ホースは、出口端部において冷却システムに接続され、充填は、ホースの入口端部にありホースの出口端部のバルブを制御するメータによって制御され、充填中の冷却剤の密度が監視され、冷却システムの正確な充填を達成するために冷却剤の温度およびホース内の圧力を記録するステップを含み、冷却剤の温度（Ｔ）およびその圧力（Ｐ）がともに、ホース（４）への投入（７および９）ならびに／またはホース（４）からの排出（８および１０）の最中に記録される、方法。
2. 請求項１に記載の充填を記録および制御するための装置であって、温度（Ｔ）および圧力（Ｐ）がともに、それぞれ、ホース（４）の入口端部および出口端部に位置するセンサ（９，１０および７，８）によって測定される、装置。
3. 冷却剤の量の制御がコンピュータ（１１）において行なわれ、温度センサ（９ａおよび１０ａ）ならびに圧力センサ（７ａおよび８ａ）からの信号が前記コンピュータ（１１）に与えられ、信号（５ａ）がバルブ（５）の制御のために前記コンピュータ（１１）から与えられる、請求項２に記載の装置。
4. 請求項１に記載の方法ならびに請求項２および３に記載の装置の使用であって、冷却システム（６）に充填された冷却剤を制御するために用いられ、前記冷却剤が、長さが可変でありこのため体積が可変であるホース（４）を介して、ホース（４）内の冷却剤の温度（Ｔ）および圧力（Ｐ）を考慮して供給される、方法および装置の使用。