JPH06313656A - 冷凍サイクルトレ−ニングユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ なかでも、凝縮ユニットの入口側の冷媒の状
態変化を可視的に熟知、学習でき、運転開始時に起き易
い液圧縮などのトラブルを防止できる冷凍サイクルトレ
−ニングユニットを提案する。 ［構成］ 少なくとも凝縮ユニットの入口側に、横長の
可視窓が設けられた検流トラップを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクルトレ−ニン
グユニットに係り、詳しくは、圧縮、凝縮、膨脹ならび
に蒸発の各ユニットから成る圧縮式冷凍機において、各
ユニット、なかでも、少なくとも凝縮ユニットの入口側
における冷媒の状態変化ならびに冷媒蒸気の流れを検
流、観察でき、各ユニットの動作、機能ならびに作用を
初学者であっても、可視的に熟知かつ学習でき、更に、
運転開始時に起き易い液圧縮などのトラブルが未然に防
止できる冷凍サイクルトレ−ニングユニットに係る。

【０００２】

【従来の技術】冷凍、空調などの産業によって、食品調
理と貯蔵、生活環境の向上、医学処理その他化学、電子
などの産業に急速に改善され、冷凍、空調などは最も成
長率の高い産業の一つに数えられている。この需要の拡
大にともなって、冷凍、空調などの熟練技術者が不足
し、新しい技術者の訓練、養成が急務となっている。

【０００３】新しい技術者の訓練は、元来、冷凍、空調
技術について机上の学習と実施訓練との両面から個別的
に修得されていた。しかし、この訓練では、初心者が冷
凍、空調技術の原理を把握するだけでも長時間かかり、
その上、実際の技術の理解や、修得になると、個人差が
できる。このため、理論と実地技術とが同時に修得でき
るトレ−ニング機材の開発が望まれ、社団法人日本冷凍
空調設備連合会の審議により開発された基本モデルにも
とずいて、現在まで、種々の冷凍サイクルトレ−ニング
ユニットが提案され利用されている。

【０００４】これらトレ−ニングユニットは、冷凍原理
から冷凍サイクルの学習、各主要機器ユニットの作動原
理や性能、更に、空気調和と空気線図、モリエル線図に
よる冷凍装置の学習、実験を行なうことを目的としてい
る。このところから、おおむね、トレ−ニングユニット
は、一枚のパネル上に、圧縮式冷凍機の各主要ユニッ
ト、例えば、圧縮、凝縮、膨脹ならびに蒸発の各ユニッ
トを配置し、訓練時には、各ユニットを作動させ、各ユ
ニットを冷媒が通る間に、冷媒を所定の状態変化させ、
これにもとずいて、冷凍の意義、つまり、冷凍機で品物
がどうして冷えるから始まって、熱の伝わり方、各ユニ
ットならびにそれに付属する機器の機能、冷媒の機能、
冷媒中に含まれる空気その他介在物の影響、更に、駆動
電気系の機能等を実際に即して修得でき、空気線図やモ
リエル線図の意味や見方、熱バランスまでも修得できる
構造になっている。

【０００５】このような目的を持つにも拘らず、従来例
のトレ−ニングユニットは、図３の通り、通常、垂直に
立てられてパネル板１の上に、圧縮、凝縮、膨脹ならび
に蒸発の各ユニット２、３、４ならびに５が配置され
る。圧縮機によって冷媒は断熱圧縮され、この状態変化
により、高温高圧の蒸気にされる。圧縮ユニット２で圧
縮仕事が与えられた冷媒蒸気は吐出バルブ２１を経て凝
縮ユニット３に送られ、そこで、所定の放熱をして凝縮
液化される。その後、冷媒液は膨脹弁などの膨脹ユニッ
ト４で等エンタルピ的に減圧されたのち、蒸発ユニット
５に入り、周囲の冷却すべき被冷却物から熱を吸収して
蒸発し、圧縮ユニット２の圧縮機の吸込側に戻る。

【０００６】この冷凍サイクルを実現する圧縮式冷凍機
のトレ−ニングユニットでは、圧縮ユニット２は圧縮機
やそれに付随する機構が重量物であるところから、ベ−
スユニット６上に立てられたパネル板１で下部のところ
に設けて全体としての力学的安定をみるのが通例であ
る。

【０００７】また、一方において、図３に示す各ユニッ
ト２、３、４ならびに５における冷媒の状態変化または
この変化の度合をみる場合、これらユニットの入口側や
出口側にガラス、透明プラスチックの可視窓を有する検
出部３１を取付けることが行なわれている。

【０００８】しかし、これら検出部の可視窓は通常円形
であって、冷媒の通過状態が外部から可視できる程度で
あって、冷媒の状態変化の度合、平たく云うと、例え
ば、凝縮ユニット３で冷媒がどの程度まで液化されてい
るかどうか、また、例えば、圧縮ユニット２でどの程度
まで蒸気化しているかどうかを把握することができな
い。

【０００９】更に、従来例の検出部は、可視窓によって
外部から内部が見られるように構成されているが、その
目的は冷媒流量の検出、つまり流量計として設けること
が多く、このために、内部には浮子が配設されている。
このために、検出部の抵抗が大きくなり、検出部を通過
するときに、冷媒がその影響をうけ、冷媒の状態変化や
その変化の度合を確実に把握することができない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点を解
決することを目的とし、具体的には、圧縮式冷凍機の圧
縮、凝縮、膨脹ならびに蒸発の各ユニットから成るトレ
−ニングユニットにおいて、各ユニットの冷媒の状態変
化の程度が外部から可視して各ユニットの構造、作用な
らびに機能が修得できる冷凍サイクルトレ−ニングユニ
ットを提案する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
トレ−ニングユニットは、垂直に立てられたパネル上に
圧縮、凝縮、膨脹ならびに蒸発の各ユニットが順次に配
置され、これら各ユニットを通過する冷媒の状態変化か
ら冷凍サイクルを実際に即応して修得できる冷凍サイク
ルトレ−ニングユニットにおいて、凝縮ユニットの入口
側に、冷媒流れ方向に沿って長い冷媒流路を有しかつこ
の冷媒通路に沿って横長の可視窓が設けられた検流トラ
ップを設けて成ることを特徴とする。

【００１２】そこで、これら手段たる構成を図１によっ
て具体的に説明すると、次の通りである。

【００１３】まず、図１は本発明の一つの実施例に係る
トレ−ニングユニットの正面図であり、図２は検流トラ
ップの一例の正面図であり、図３は従来例のトレ−ニン
グユニットの配置図である。

【００１４】図１において、図３に示す従来例と同様
に、符号２、３、４ならびに５はそれぞれ圧縮、凝縮、
膨脹の各ユニットを示し、これら各ユニットはパネル板
１の上に配置されている。各ユニット間は配管によって
連結され、冷媒がこの配管を経由して各ユニットを通過
する間に所定の状態変化する。

【００１５】すなわち、圧縮ユニット２において蒸発ユ
ニット５から戻された冷媒は圧縮機で圧縮され、高温高
圧の冷媒蒸気になる。その後、冷媒蒸気は凝縮ユニット
３に入り、そこにおいて凝縮されて、冷媒液になり、こ
の冷媒液は膨脹ユニット４で等エンタルピ膨脹し、続い
て、蒸発ユニット５で被冷却物と熱交換し、飽和蒸気に
戻り、この状態で圧縮ユニット２の圧縮機で再び圧縮さ
れる。

【００１６】以上のようにパネル板１上に各ユニット
２、３、４ならびに５を配置し、このうちの凝縮ユニッ
ト３の少なくとも入口側に検流トラップ１１を配置する
と、凝縮ユニット３からの潤滑油の逆流を防止できるほ
か、圧縮機２２からの油上がりの状態が検流できる。

【００１７】圧縮、凝縮、膨脹ならびに蒸発の各ユニッ
ト２、３、４ならびに５を冷媒の冷凍サイクルのモリエ
ル線図に対応して配置する場合、図１に示すように配置
される。圧縮ユニット２の圧縮機は上下の凝縮ならびに
蒸発のユニット３、５の間に、所謂コンデンサの凝縮ユ
ニット３は上部に、例えば、膨脹弁などの膨脹ユニット
４は上下の凝縮ならびに蒸発ユニット３、５の間に、蒸
発ユニット５は下部に、それぞれ配置される。したがっ
て、圧縮ユニット２の圧縮機は凝縮ユニット３よりやや
低いところに配置される。このため、停止時には、冷媒
中の潤滑油などが液体状態のままで圧縮機２２の吐出側
の弁のところに戻って溜り、起動時に液圧縮にもとずく
トラブルが起こる。

【００１８】すなわち、圧縮機２２は通常往復動ピスト
ンとして構成され、このピストンの往復動にどうしても
潤滑油が必要になり、冷媒中にはある程度の潤滑油が含
まれている。気化が不十分のままで液相の冷媒が圧縮機
に戻ると、圧縮機の内部は高温にさらされている圧縮機
内部接触し、爆発的に気化膨脹し、所謂液圧縮が起っ
て、圧縮機が故障する。なお、冷媒中の潤滑油量を少な
くすると、ピストンの往復動に支障が生じ、圧縮機の寿
命が低下する。

【００１９】このところにおいて、上記の如く、凝縮ユ
ニット３の入口側に検流トラップ１１が設けられている
と、凝縮ユニット３から戻る潤滑油などの液相分は検流
トラップ１１に溜められて圧縮機２２の吐出側の弁２１
に戻ることがない。

【００２０】この場合、検流トラップ１１は単に液分の
トラップとして構成するのには、なるべく抵抗を少なく
するものであればいずれのものからも構成でき、例え
ば、図２に示すように配管に較べてやや大径の管状体か
ら構成できる。しかし、検流トラップ１１は液分のトラ
ップのほかに、その中を通過する冷媒の状態変化を観察
するため、管状体を長くして、冷媒通路を長くとり、そ
の冷媒通路が略々全長にわたって可視できるように縦長
の可視窓１２を設け、可視窓１２は透明な耐熱性ガラ
ス、プラスチックで閉じる。

【００２１】このように構成すると、検流トラップ１１
では、凝縮ユニット３から戻る液分をトラップできると
共に、通過する冷媒の状態変化が可視できる。

【００２２】すなわち、圧縮機２２における圧縮が不十
分の場合には、冷媒中に液分が残り、この液分が可視窓
の透明ガラスなどの内側に液滴となって付着する。この
ときには、例えば圧縮機２２における圧縮条件を調整
し、可視窓のところに付着する液滴を除去すると、圧縮
条件を適正に調整できる。また、通過する冷媒蒸気は縦
長の可視窓１２を通して流れそのものが十分に見ること
ができるため、状態変化を正確に観察できる。

【００２３】なお、上記構造の検流トラップ１１は凝縮
ユニット３の出口側や、蒸発ユニット５の入口側ならび
に出口側に設けることができる。これらユニットの出口
側ならびに入口側に設けると、各ユニットにおける冷媒
の状態変化が容易に観察できる。

【００２４】また、図１において、符号７は受液器、８
は流量計、９はアキュミュレ−タ、２３は圧縮機２１の
駆動モ−タを示す。

【００２５】更に、膨脹ユニット４は所定の等エンタル
ピ膨脹できればいずれのものも用いることができ、一つ
の膨脹弁から構成することもできる。しかし、図１に示
す通り、三つの膨脹弁４１、４２、４３を並列に設けて
構成し、所望に応じて選択して使用することができるよ
うに構成するのが好ましい。

【００２６】すなわち、一つの膨脹弁４１は所謂温度式
膨脹弁であって、この膨脹弁であると、サクション側の
冷媒液の圧力または温度を自動的に検出し、所定の条件
のもとで冷媒液を等エンタルピ膨脹させる型式のもので
ある。他の膨脹弁４２は定圧式膨脹弁であって、これ
は、圧縮機吸込側の圧力を一定に保つように等エンタル
ピ膨脹させるものである。他の膨脹弁４３は所謂キャピ
ラリ−チュ−ブであって、通常の冷蔵庫の膨脹ユニット
の如く、定負荷、定流量で良い場合に用いられているも
のである。

【００２７】また、凝縮ユニット３と膨脹ユニット４と
の間には、受液器７のほかにフィルタ１０を設け、フィ
ルタ１０によって冷媒液に含まれる水分やスラッジを除
去し、これによって膨脹や蒸発の各ユニットにおける状
態変化を良好に行なわせることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明に係る
トレ−ニングユニットは、圧縮、凝縮、膨脹ならびに蒸
発の各ユニットのうち、少なくとも凝縮ユニットの入口
側に、冷媒通路に沿って横長の可視窓を有し、この冷媒
の流れる冷媒通路を長く構成した検流トラップを設けて
成るものである。

【００２９】従って、このトレ−ニングユニットでは、
圧縮式冷凍機の圧縮、凝縮、膨脹ならびに蒸発の各ユニ
ットにおける冷媒の状態変化、なかでも、圧縮機におけ
る冷媒の圧縮状態が確実に把握できる。

【００３０】その上、凝縮ユニットからの液分の逆流は
検流トラップで防止できるため、圧縮機においての液圧
縮が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施例に係るトレ−ニングユニ
ットの正面図である。

【図２】検流トラップの一例の正面図である。

【図３】従来例のトレ−ニングユニットの配置図であ
る。

【符号の説明】

１ パネル板 ２ 圧縮ユニット ２２ 圧縮機 ３ 凝縮ユニット ４ 膨脹ユニット ５ 蒸発ユニット １１ 検流トラップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直に立てられたパネル上に圧縮、凝
   縮、膨脹ならびに蒸発の各ユニットが順次に配置され、
   これら各ユニットを通過する冷媒の状態変化から冷凍サ
   イクルを実際に即応して修得できる冷凍技術トレ−ニン
   グユニットにおいて、 前記凝縮ユニットの入口側に、冷媒流れ方向に沿って長
   い冷媒流路を有しかつこの冷媒通路に沿って横長の可視
   窓が設けられた検流トラップを設けて成ることを特徴と
   する冷凍サイクルトレ−ニングユニット。
2. 【請求項２】 前記凝縮ユニットの出口側に前記検流ト
   ラップを設けて成ることを特徴とする請求項１記載の冷
   凍サイクルトレ−ニングユニット。
3. 【請求項３】 前記蒸発ユニットの入口側ならびに出口
   側に前記検流トラップを設けて成ることを特徴とする請
   求項１または２記載の冷凍サイクルトレ−ニングユニッ
   ト。