JP3739551B2 - 冷凍評価装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍評価装置に係り、冷凍、冷蔵装置の圧縮機（コンプレッサ）の評価、キャピラリ管の閉塞性評価、圧縮機の潤滑油として用いられる冷凍機油の評価を行う際に用いられる冷凍評価装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、電気冷蔵庫や空調装置などの冷凍、冷蔵装置に用いられる圧縮機、キャピラリ管、および圧縮機用の冷凍機油を評価するための冷凍評価装置が知られている。このような冷凍評価装置としては、図４に示すように、冷媒の循環系内に凝縮器、蒸発器を用いることで冷凍サイクルを形成するものや、図５に示すように、それらの凝縮器、蒸発器を用いない簡易的なショートサーキット法によるもの、あるいは凝縮器のみを備えたもの等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、凝縮器、蒸発器の両方を備えた冷凍評価装置では、実際の冷凍、冷蔵装置（実機）に近い冷凍評価が可能であるが、構成が大掛かりとなるため、簡便さに欠け、高価であるという欠点がある。
また、ショートサーキット法に基づく冷凍評価装置では、凝縮器、蒸発器が無いことで小型化できるという特徴を持っているが、冷凍サイクルを形成できないため、実機とかけ離れた評価になってしまうという欠点がある。
さらに、凝縮器のみを備えた冷凍評価装置では、さほど小型化を期待できないうえ、冷凍サイクルも完全に形成できないという欠点がある。
【０００４】
本発明の目的は、簡便かつ廉価で、しかも十分な冷凍サイクルを形成できる冷凍評価装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷凍評価装置は、圧縮機と、温圧減少手段と、圧縮機の吐出側および温圧減少手段の入口側を連通させる高温側流路と、温圧減少手段の出口側および前記圧縮機の吸入側を連通させる低温側流路と、これら高温側流路および低温側流路間で熱交換を行う熱交換器とを備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
このような本発明においては、凝縮器や蒸発器を用いないため、装置が小型化されて廉価に製作されるようになる。また、熱交換器によって高温側流路と低温側流路との間で冷媒同士等の熱交換を行うため、十分な冷凍サイクルが形成されるようになる。
【０００７】
ここで、温圧減少手段としては、例えばキャピラリ管や膨張弁、あるいはこれらを組み合わせたものを用いることができる。
また、熱交換器としては、二重管式の並流型とするのが好ましい。
【０００８】
なお、以上の冷凍評価装置を用いた場合の圧縮機の評価、キャピラリ管の閉塞性評価、冷凍機油の評価は、以下の方法で行われる。
すなわち、圧縮機の評価方法は、冷凍機油が充填された評価対象圧縮機と、温圧減少手段と、評価対象圧縮機の吐出側および温圧減少手段の入口側を連通させる高温側流路と、温圧減少手段の出口側および評価対象圧縮機の吸入側を連通させる低温側流路と、高温側流路および低温側流路間で熱交換を行う熱交換器とで模擬循環系を構成し、評価対象圧縮機を所定時間稼働させて冷凍機油を含んだ冷媒を模擬循環系内で循環させ、この後に評価対象圧縮機の構成部品を観察する。
【０００９】
また、キャピラリ管の閉塞性評価方法は、冷凍機油が充填された圧縮機と、評価対象キャピラリ管と、圧縮機の吐出側および評価対象キャピラリ管の入口側を連通させる高温側流路と、評価対象キャピラリ管の出口側および圧縮機の吸入側を連通させる低温側流路と、高温側流路および低温側流路間で熱交換を行う熱交換器とで模擬循環系を構成し、前記圧縮機を所定時間稼働させて冷凍機油を含んだ冷媒を模擬循環系内で循環させ、この後に前記評価対象キャピラリ管を観察する。
【００１０】
そして、本発明の冷凍機油の評価方法は、評価対象冷凍機油が充填された圧縮機と、温圧減少手段と、圧縮機の吐出側および温圧減少手段の入口側を連通させる高温側流路と、温圧減少手段の出口側および圧縮機の吸入側を連通させる低温側流路と、高温側流路および低温側流路間で熱交換を行う熱交換器とで模擬循環系を構成し、圧縮機を所定時間稼働させて評価対象冷凍機油を含んだ冷媒を模擬循環系内で循環させ、この後に評価対象冷凍機油の性状分析を行う。
【００１１】
以上の各評価方法によれば、これらの評価が前述した冷凍装置を用いることで行われるため、簡便かつ廉価に行え、しかも十分な冷凍サイクルが形成されることで実機に近い信憑性の高い評価が行えるようになる。
【００１２】
そして、以上の各評価方法では、評価対象圧縮機、評価対象キャピラリ管、および評価対象冷凍機油を同時に用いて冷凍評価装置を構成し、これによって各評価を一度に行ってもよく、このような場合には、別々に評価するのに比して、評価に要する時間が短縮されるうえ、より実機に近い総合的な評価が行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態の冷凍評価装置１は、図１、図２に示すように、圧縮機２と、温圧減少手段であるキャピラリ管３と、圧縮機２の吐出口２Ａおよびキャピラリ管３の入口３Ａを連通させる高温側流路４と、キャピラリ管３の出口３Ｂおよび圧縮機２の吸入口２Ｂを連通させる低温側流路５と、高温側流路４および低温側流路５の途中に設けられて各流路４，５間で冷媒同士の熱交換を行う熱交換器６とを備え、高温側流路４上において、圧縮機２と熱交換器６との間には吐出側圧力計７が設けられ、低温側流路５上において、熱交換器６と圧縮機２との間には吸入側圧力計８が設けられ、その下流側には真空ポンプ接続用のバルブ９が設けられている。
そして、以上の構成部品により、冷凍機油を含んだ冷媒を循環させる模擬循環系１０が構成されている。
【００１４】
また、以上の構成部品のうち、熱交換器６は、図３に示すように、外管１１および内管１２からなる二重管式の並流形熱交換器であり、外管１１のインレット１１Ａが高温側流路４の上流側に、アウトレット１１Ｂが下流にそれぞれ接続され、内管１２のインレット１２Ａが低温側流路５の上流側に、アウトレット１２Ｂが下流側にそれぞれ接続されている。
なお、図２、図３中の黒矢印は冷媒の流れを示し、白抜きの矢印は熱の移動を示す。また、他の構成部品としては、従来より冷凍評価装置に一般的に使用されているものを適用できる。
【００１５】
このような構成の冷凍評価装置１では、圧縮機２として評価対象圧縮機を組み込み、キャピラリ管３として評価対象キャピラリ管を組み込み、冷凍機油として評価対象冷凍機油を用いることにより、以下のようにして圧縮機の評価、キャピラリ管の閉塞性評価、および冷凍機油の評価を行う。
【００１６】
先ず、評価対象圧縮機に予め評価対象冷凍機油を所定量充填しておき、バルブ９に図示しない真空ポンプを接続し、模擬循環系１０内の真空引きを実施する。この後、真空ポンプを取り外し、冷媒を模擬循環系１０内に充填する。
次いで、評価対象圧縮機を起動させて評価対象冷凍機油を含む冷媒を模擬循環系１０内で循環させる。そして、冷凍評価装置１が定常運転に達した後、必要に応じて吐出側圧力計７および吸入側圧力計８から冷媒の圧力を計測し、また、評価対象圧縮機の吐出口、吸入口、外面の各温度、さらに、熱交換器６を構成する外管１１のアウトレット１１Ｂの温度、評価対象キャピラリ管の出口３Ｂの温度を計測し、冷凍評価装置１で冷凍サイクルが確実に形成されているかを確認する。 そして、この状態で評価対象圧縮機を所定時間（例えば１０００時間）稼働させる。
なお、冷凍評価装置１は、吐出側圧力計７の値が評価対象圧縮機の最大吐出圧力以内で運転されることが好ましく、また、評価対象圧縮機の吐出口および外面の温度が評価対象圧縮機が損傷しない温度範囲で運転されることが好ましい。
【００１７】
以上の後、冷凍評価装置１の運転を終了させ、評価対象圧縮機および評価対象キャピラリ管を取り外すとともに、評価対象冷凍機油を回収する。
そして、評価対象圧縮機を分解等して内部の部品を観察し、摩耗や損傷等の有無を確認し、これにより評価対象圧縮機を評価する。
また、評価対象キャピラリ管に窒素ガス等を流し、その流量を測定して使用前の流量と比較するとともに、キャピラリ管の内表面等を観察して付着物等の有無を調べたり、吸入側圧力計８の圧力低下の有無を調べることにより、評価対象キャピラリ管の閉塞性を評価する。
さらに、回収した評価対象冷凍機油の性状分析を行い、使用前の評価対象冷凍機油と比較し、これにより評価対象冷凍機油を評価する。
【００１８】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
すなわち、冷凍評価装置１では、高温側流路４と低温側流路５との間で冷媒同士等の熱交換を行う熱交換器６が設けられているため、従来のような凝縮器や蒸発器を不要にでき、冷凍評価装置１全体を小型化して廉価に製作できる。
【００１９】
また、冷凍評価装置１に熱交換器６が設けられていることにより、十分な冷凍サイクルを形成でき、模擬循環系１０を実機に近いものにできる。
【００２０】
そして、熱交換器６は、内管１２を外管１１で覆うだけの二重管式であり、また、外管１１および内管１２で冷媒の流れる方向が同じ並流形であるため、構造が簡単で製作を容易にできるうえ、熱交換時の効率も良好である。
【００２１】
さらに、冷凍評価装置１を用いた各種の評価では、簡便かつ安価に行え、しかも十分な冷凍サイクルが形成されることで実機に近い信憑性の高い評価を行うことができる。
【００２２】
この際、冷凍評価装置１として、評価対象圧縮機、評価対象キャピラリ管、および評価対象冷凍機油を同時に用いることにより、それらの評価を一度に行うことができ、評価に要する時間を短縮できるうえ、より実機に近い総合的な評価を行うことができる。
【００２３】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、熱交換器６が二重管式の並流形であったが、本発明に係る熱交換器としては、シェル・アンド・チューブ式や、向流形、直交流形であってもよく、要するに、凝縮器や圧縮機を用いずに高温側流路４と低温側流路５との間で熱交換可能な熱交換器であればよい。
【００２４】
また、各種の評価にあたっては、前記実施形態のように、評価対象圧縮機、評価対象キャピラリ管、および評価対象冷凍機油を同時に用いて冷凍評価装置１を構成してもよいが、例えば、複数種類の冷凍機油に対する圧縮機の特性を評価したい場合等には、評価したい評価対象圧縮機のみを組み込めばよく、他のキャピラリ管等としては評価対象外のものを使用できる。要するに、冷凍機評価装置を構成する部品、部材のうち、どの部品、部材を評価するかは任意である。
【００２５】
さらに、本発明の温圧減少手段としては、キャピラリ管に限定されるものではなく、膨張弁や、膨張弁とキャピラリ管とを組み合わせたものであってもよく、キャピラリ管を用いるかどうかは、実機の仕様や、キャピラリ管の閉塞性評価を行うか否か等を勘案して決められればよい。
【００２６】
〔実施例〕
前述の実施形態の冷凍評価装置１を製作するとともに、所定時間運転し、各所における冷媒の圧力、および箇所の温度を計測した。
この結果、吐出側圧力計７の計測値は３０kgf/cm²であり、吸入側圧力計８の計測値は２kgf/cm²であり、圧縮機２の吐出口２Ａ、吸入口２Ｂ、外面の各温度は、９０℃、３０℃、１００℃であり、熱交換器６を構成する外管１１のアウトレット１１Ｂの温度は５０℃であり、キャピラリ管３の出口３Ｂの温度は−２０℃であった。
従って、これらのことにより、冷凍評価装置１においては、十分な冷凍サイクルを形成できることが確認された。
また、冷凍評価装置１全体が小型で簡易なものであることも認められた。
【００２７】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、高温側流路と低温側流路との間で冷媒同士等の熱交換を行う熱交換器が用いられているため、凝縮器や蒸発器を不要にして冷凍評価装置を小型化でき、廉価に製作できる。また、その熱交換器によって十分な冷凍サイクルを形成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷凍評価装置の概略全体を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態を示す構成図である。
【図３】前記実施形態の構成部材を示す断面図である。
【図４】本発明の従来例を示す構成図である。
【図５】本発明の他の従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 冷凍評価装置
２ 圧縮機
３ 温圧減少手段であるキャピラリ管
４ 高温側流路
５ 低温側流路
６ 熱交換器

Claims (4)

1. 圧縮機と、温圧減少手段と、前記圧縮機の吐出側および前記温圧減少手段の入口側を連通させる高温側流路と、前記温圧減少手段の出口側および前記圧縮機の吸入側を連通させる低温側流路と、これらの高温側流路および低温側流路間で熱交換を行う熱交換器とを備えていることを特徴とする冷凍評価装置。
2. 請求項１に記載の冷凍評価装置において、前記温圧減少手段は、キャピラリ管および膨張弁のうちの少なくともいずれか一方であることを特徴とする冷凍評価装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の冷凍評価装置において、前記熱交換器は、外管および内管を備えた二重管式であることを特徴とする冷凍評価装置。
4. 請求項３に記載の冷凍評価装置において、前記熱交換器は、並流型であることを特徴とする冷凍評価装置。

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