JPS58218671A - 圧力差ゲ−ジ及び冷凍システム内の非凝縮性ガスの存在の検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧力差ゲージに係り、一層詳細には、シ 冷凍システム内の非凝縮性ガスの存在を検出するのに特
に適した圧力差ゲージ及び検出方法に係る冷凍技術の分
野で良く知られているように、冷凍システム内に空気の
ような非凝縮性ガスまたは蒸気が存在することは、この
ようなガスが冷凍システムの能力を減じ、ｄシステムの
圧縮機によりなされなければならない仕事量を増すので
、望ましくない。この理由で、冷凍システムは非凝縮性
ガスの存在に関して監視されることが多い。冷凍システ
ム内の非凝縮性ガスの存在を検出するための公知の方法
及び装置は通常、冷凍システムの高圧領域に於りる全蒸
気圧力がその領域に於【ノる冷媒蒸気及び非凝縮性蒸気
の分圧の和であることを利用している。

これらの公知の方法及び装置は典型的に、冷凍システム
の選択された高圧領域例えばその圧縮機吐出導管または
凝縮機内に於ける蒸気温度及び全蒸気圧力の双方の測定
を含んでいる。この測定された温度は、勿論、冷凍シス
テムの選択された領域に於ける冷媒蒸気の温度と同一で
あり、この冷媒蒸気温度を知ることによって、作業者は
選択された領域に於ける冷媒蒸気の分圧を定めるべくテ
５− キストまたはチャートを参照し得る。冷凍システムの選
択された領域に於てこうして定められた冷媒蒸気の分圧
と測定された全蒸気圧力との間の差は、もし存在すれば
、冷凍システム内の非凝縮性ガスの存在及びその量を指
示する。

これらの公知の方法及び装置は有効ではあるが、かなり
時間がかかり、費用がかかり、また繁雑である。特に、
これらの方法及び装置は多数のゲージの手動検査を含ん
でおり、従って費用のかかる人手作業を必要とする。ま
た、従来の方法及び装置は、常に手許にあるとは限らず
また常に容易に読取り得るとは限らないテキストまたは
チャートの参照を必要とする。

このような観点から、本発明の目的は、冷凍システム内
の非凝縮性ガスの存在を検出するのに特に良く適した非
常に簡単で、経済的で、且信頼性の高い方法及び圧力差
ゲージを提供することである。

本発明の他の目的は、テキストまたはチャートを参照す
る必要なしに、冷凍システム内の非凝縮−６＝ 性ガスの存在を検出するのに容易に用いられ得る圧力差
ゲージを提供することである。

本発明の別の目的は、ゲージの目視検査またはモニタを
必要とせずに、冷凍シスデム内の非凝縮性ガスの存在を
検出するのに用いられ得る圧力差ゲージを提供すること
である。

上記及び他の目的は、ハウジングと、感圧ダイヤフラム
と、第−及び第二の管と、基準流体の供給源と、指示計
手段とを含む圧力差ゲージにより達成される。ハウジン
グは第−及び第二の流体通路を郭定している。またダイ
ヤフラムはハウジングの中に取付けられており、ハウジ
ングの内部を横切って延びており、またハウジングの内
部を第一の流体通路と連通ずる第一のチャンバと第二の
流体通路と連通ずる第二のチャンバとに分割している。

第一の管はハウジングに接続されており、ハウジングの
第一の流体通路及び第□−のにチャンバと連通する第一
の端と、試料蒸気を受入れるべく開いた第二の端とを有
する。この試料蒸気の圧力はハウジングの第一の管及び
第一のチャンバの中の蒸気圧力を定める。第二の管はハ
ウジングに接続されており、ハウジングの第二の流体通
路及び第二のチャンバと連通ずる第一の端と、閉じられ
た第二の端とを有する。基準流体の供給源は第二の管の
中に配置されており、基準流体の蒸気圧力はハウジング
の第二の管及び第二のチャンバの中の蒸気圧力を定める
。指示計手段はハウジングに接続されており、ハウジン
グの第一のチャンバ内の蒸気圧力とハウジングの第二の
チャンバ内の蒸気圧力との間の差の存在を指示するべく
ダイヤフラムにより駆動される。

以下、図面により本発明の好ましい実施例を説明する。

圧力差ゲージ１０ハウジング１２、感圧ダイヤフラム１
４、第一の管１６、第二の管２０基準流体供給源２２及
び指示計手段２４を含んでいる。好ましくは、指示計手
段２４は支え２６、レバー３０１リンク３２、板３４、
ベロー３６及びスイッチ４０を含んでいる。

ハウジング１２は実質的に包囲された内部領域または空
間と、ハウジングの内部と外部との間で流体を導くため
の第−及び第二の流体通路４２及び４４とを郭定する。

図面に示されているように、ハウジングは実質的に閉じ
られＩＣ円筒状の形状を有し、またねじまたはボルトな
どにより一体に組立てられる二つの同様な上側及び下側
半部５２及び５４から形成されている。上側及び下側半
部５２及び５４は共働してハウジング１２の下側外面か
ら下側及び上側ハウジング半部を通じてハウジングの内
部の上側部分へ延びる第一の流体通路４２を郭定してい
る。下側ハウジング半部５４は、ハウジング１２の下側
外面からハウジングの内部の下側部分へ延びる第二の流
体通路４４郭定している。

ダイヤフラム１４はハウジング１２の内部に取付けられ
ており、ハウジング１２の内部を横切って延びており、
またその内部を第一の流体通路４２と連通ずる上側チャ
ンバ５６と、第二の流体通路４４と連通ずる下側チャン
バ６０とに分割している。好ましくは、ダイヤフラム１
４はハウジン９− グ１２の内部を完全に横切って延びており、またダイヤ
フラムの周縁部分はハウジングの半部５２及び５４の互
いに向かい合う面の間に、これらの面により押えられて
蒸気に対して密な状態を保って延びている。こうして、
ダイヤフラム１４はハウジングチャンバ５６と６０との
間の蒸気の流れを阻止し、またハウジング半部５２と５
４との間の境をシールしている。ダイヤフラム１４はそ
の周縁部分とハウジング半部５２及び５４の隣接面との
間の圧力接触により簡単に所定の位置に保持され得る。

代替的に、ボルト、ビンのような特別な締付は手段がダ
イヤフラム１４を所定の位置に取付けるために用いられ
ていても良い。

第一の管１６はハウジング１２に接続されており、また
第一の流体通路４２及び第一のハウジングチャンバ５６
と連通ずる第一の端６２と、試料蒸気を受入れるべく開
いている第二の端６４とを有する。この試料蒸気の圧力
は第一の管及び第一のハウジングチャンバ内、従ってま
たダイヤフラム１４の第一の面または頂面上の蒸気圧力
を定め−１０＝ る。第二の管２０もハウジング１２と接続されており、
また第二の流体通路４４及び第二のハウジングチャンバ
６０と連通ずる第一の端６６と、閉じられた第二の端７
０とを有する。基準流体供給源２２が第二の管２０の中
に配置されている。基準流体の蒸気圧力は第二の管及び
第二のハウジングチャンバ６０内、従ってまたダイヤフ
ラム１４の第二の而または底面上の蒸気圧力を定める。

基準流体２２として用いられる特別な流体はゲージ１０
の特定の用途に依存する。例えば、もしゲージ１０が冷
凍システムのようなシステム内の非凝縮性ガスの存在を
検出するために用いられるならば、そのシステム内の冷
媒と同一の圧力対温度関係を有する流体が基準流体２２
として用いられる。基準流体が冷媒流体と同一であるこ
とは好ましい。基準流体２２が第二の管２０及び第二の
ハウジングチャンバ６０内の蒸気圧力を定めることを保
証するため、管２０は；□好ましい基準流体を入れられ
る前または後に空気のような流体を排除されＩＵＩる。

これは、最初に第二の管２０を聞いた第二の端７０に取
（＝ｌけ、次いでこの開いた第二の端を経て管からガス
、蒸気または他の流体を実質的に排除し、基準流体を管
２０の中に入れ、その後に閉じられた第二の管２０の第
二の端を締付けて溶接することにより行われる。

種々の形式の管１６及び２０が本発明を実施するのに用
いられ得るし、またこれらの管は種々仕方でハウジング
１２に接続され得る。例えば、管１６及び２０は銅のよ
うな金属から形成されていて良く、管の第一の喘６２及
び６６はそれぞれ第−及び第二の流体通路４２及び４４
の開口を包囲して良く、また管はこれらの管とハウジン
グとの間の周縁シールを形成するように管の周囲を完全
に囲繞する溶接材によりハウジング１２、特にその底部
５４に溶接されて良い。

図面に示されているゲージ１０の実施例では、第二の管
２０は第一の管２０の内部を通って延びており、これら
の管め長手方向軸線は互いに平行であり、また好ましく
は同軸である。この配置は非常に小型であり且取扱いが
容易である点で有利である。詳細には、二つの管１６及
び２０がハウジングまたはボディの内部に延びるために
は単一の比較的小さい開口のみがハウジング、ボディま
たは殻に必要とされる。またこの好ましい実施例では、
接続フィッティング７２が第一の管１６の下側部分に取
付（プられており、それを囲繞している。接続フィッテ
ィング７２は、例えばそれにより郭定する複数個の外ね
じを介してゲージ１０を外側ボディに接続する。接続フ
ィッティング７２は第一の管１６と一体であっても良い
し、また第一の管を完全に囲繞し第一の管と接続フィッ
ティングとの間のシールを形成する溶接により第一の管
に取付けられていても良い。図面に示されてるい配置の
代りに、ゲージ１０が、第二の管２０の内部を通って延
びる第一の管１６と、第二の管の周りを延び目それに取
付けられている接続フィッティング７２とにより椙成さ
れていても良いことは当業者により理解されよう。

指示計手段２４はハウジング１２に接続されており、第
一のハウジングチャンバ５６内の蒸気圧１３− 力が第二のハウジングチャンバ６０内の蒸気圧力が偏差
する時を指示するべくダイヤフラム１４により駆動され
る。指示計手段２４について一層詳細に説明すると、支
え２６がハウジング１２に取付けられ、その外側を延び
ている。一層詳細には、支え２６は例えばボルトまたは
ねじによりハウジングの頂部分５２の上側界面に取付け
られ、それから上方に延びており、またこの支えは凹み
７４と、この凹みの入口を横切って延びる二つの向い合
って隔置された肩部７６及び８０とを郭定している。レ
バー３０は支え２６により揺動可能に支えられている。

詳細には、レバー３０第一の端８２は凹み７４の中に延
び、且ゆるくのっており、従って支え肩部７６により揺
動可能に支えられている。支え肩部８０はレバー３０の
上に配置され且それから僅かに間隔を置かれており、凹
み７４の中にレバー３０の第一の端８２をゆるく捕えて
いる。

同時に、リンク３２がレバー３０に接続され、且ダイヤ
フラム１４と隣接するハウジング１２の１４− 内部に延びている。一層詳細には、ハウジング１２はリ
ンク開［］８／Ｉを郭定しており、リンク３２の第一の
端は例えばリンク及びレバーの第一の端により郭定され
る整合開口を通って延びるビンによりレバー３０の第一
の端８２に揺動可能に接続されており、またリンクはリ
ンク間口８４を通ってハウジングの内部へ延びている。

板３４はダイヤフラム１４と隣接するリンク３２に接続
されており、また好ましくは板はリンクとダイヤフラム
の中心部分との一体運動を可能にするためリンクの第二
の端及びダイヤフラムの中心部分に取伺けられている。

蒸気がハウジング１２の内部からリンク開口８４を通っ
て流出するのを禁止または阻止するための手段が設【ブ
られていることが好ましい。図面に示されていゲージ１
０の実施例では、この手段はベロー３６の形態をとって
いる。ベロー３６はハウジング１２の頂部分５０に取付
けられており、またリンク間口８４の上部を完全に包囲
して覆っている。この好ましい実施例では、リンク３２
は、レバー３０とへロー３６の上面の外側との双方に接
続された第一の部分８６と、ベローの上面の内側に接続
されており、そこからリンク開口８４を通ってハウジン
グ１２の内部へ延びている第二の部分９０を含んでいる
。加えて、ベロー３６の両面の表面積はダイヤフラム１
４の表面積よりも実質的に小さいので、ベローの両面に
作用する圧力はダイヤフラムに作用する圧力に比べて非
常に小さい。

□　　上記の指示計手段２４では、もし第一のハウジン
グチャンバ５６内の蒸気圧力が第二のハウジングチャン
バ６０内の蒸気圧力を超過すると、この圧力差がダイヤ
フラム１４の中心部分をハウジング１２内へ下方に撓ま
せる。ダイヤフラム１４は板３４と接触して、それを下
方に動かし、またこの板３４はリンク３２を下方に引く
。これはレバー　３　’Ｏを支え肩部７６の周りに揺動
させ、詳細には、レバーの第二の端を下方に揺動させる
。第一のハウジングチャンバ５６と第二のハウジングチ
ャンバ６０との間の圧力差が所定の値に到達する時、ダ
イヤフラム１４特にその中心部分はハウジング１２内の
所定の位置に到達し、またレバー３０が予め設定された
位置に揺動する。これは、それ自体、第一のチャンバ５
６内の圧力が第二のチャンバ６０内の圧力を予め設定さ
れた大きさだけ超過する時を指示する信号として用いら
れ得る。

しかし、レバー３０が蒸気の予め設定された位置に到達
する時にレバー３０により駆動される位置にスイッチ７
１０が配置されていることは好ましい。スイッチ４０は
、第一のハウジングチャンバ５６で第二のハウジングチ
ャンバ６０との間の所定の圧力差が到達されている事実
を作業者または関係者に知らせるためランプ、ブザーな
どを駆動づ−るのに用いられる。勿論、上記に実施例に
於て、レバー３０は第一のハウジングチャンバ５６と第
二のハウジングチャンバ６０との間の圧力差が所定の値
に到達する時を指示するだけでなく、板３４及びレバー
３０はダイヤフラム１４と共に連続的に運動するので、
レバー３０はダイヤフラムの位置の連続指示及び両チャ
ンバ５６．６０間の圧１７− 力差の連続指示をも行う。

ゲート１０は冷凍システム内の非凝縮性ガスの存在を検
出するのに特に良く適している。この検出を行うために
は、二つの管１６及び２ｏが冷凍システムの高圧蒸気側
に挿入される。これは、例えば、冷凍システムの凝縮機
ハウジングまたは殻に小さな開口を設け、二つの管１６
及び２０の第二の端をこの開口を通じて凝縮機の内部に
挿入することによって行われ得る。こうして管１６及び
２０が挿入された状態で、ゲージ１ｏは接続フィッティ
ング７２を介して凝縮機ハウジングまたは殻に取付けら
れ得る。冷凍システムの組立中にゲージ１０がこうして
冷凍システムに接続され、冷凍システムの作動中ゲージ
が冷凍システムに接続された状態に留められ、冷凍シス
テム内の非凝縮性ガスの連続監視を行うことが好ましい
。また、蒸気が接続フィッティング７２とハウジングま
たは殻との間の境界から漏れるのを防ぐため、接続フィ
ッティング７２を凝縮機ハウジングまたは殻に溶接する
ことは望ましい。

１８− 冷凍システムが作動する時、第一の管１６の第二の開い
た端６４が冷凍システムの高圧領域側に挿入されている
状態で、それからの蒸気は第一の管及び第一の流体通路
４２を通って第一のハウジングチャンバ５６の中に導か
れ、その中の蒸気圧力及びダイヤフラム１４の第一の側
の上の蒸気圧力を冷凍システムの高圧蒸気側の全蒸気圧
力〈即ち冷媒蒸気の分圧と冷媒内に混在している非凝縮
性蒸気の分圧との和）と等しくする。同時に、第二の管
２０の第二の端７０が冷凍システムの高圧蒸気側に挿入
されている状態で、冷凍システムのこの位置に於ける蒸
気と第二の管の中の基準流体２２との間の自然熱伝導が
その基準流体の温度を冷凍システムの高圧蒸気側の蒸気
の′４Ａ［（勿論、冷凍システム内のその位置に於ける
冷媒蒸気の温度と同一の温度である）にもたらす。この
ことはたとえ管２０が基準流体２２を冷凍システム内の
蒸気から物理的に隔離して保っているとしても真である
。

基準流体２２は冷凍システム内に用いられる冷媒流体と
同一の圧力対温度関係を有しているので、Ｍ単流体の温
度は冷凍システムの高圧蒸気側の冷媒蒸気の温度と等し
くなり、また基準流体の圧力はその冷媒蒸気の分圧と等
しくなる。従って、第二のハウジングチャンバ６０内の
蒸気圧力とダイヤフラム１４の第二の而に加わる蒸気圧
力とは冷凍システムの高圧蒸気側の冷媒蒸気の分圧と同
一の圧力となる。

ダイヤフラム１４は、上記のように、第一のチャンバ５
６内の圧力と第二のチャンバ６０内の圧力との間の差を
検出する。従って、ゲージ１０が上記のように用いられ
る時、ダイヤフラムは冷凍システムの高圧蒸気側に於け
る冷媒蒸気の分圧とその位置に於ける全蒸気圧力との間
の差を検出する。この圧力差は、もしそれが存在すれば
、冷凍システム内の非凝縮性蒸気の存在によるものであ
る。これらの非凝縮性混在物の分圧が予め設定された値
に到達する時、蒸気の圧力差は予め設定さ　　　　　１
れた値に到達し、また上記のように、その際にダイヤフ
ラム１４が指示計手段２４を駆動する予め設定された位
置に到達する。

以上に説明した実施例により本発明の目的が達成される
ことは明らかであるが、本発明の範囲内でその形態に種
々の変更が行われ得ることが当業者により叩解されよう
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の圧力差ゲージの好ましい実施例の側面を
部分的に断面により示す図である。 １ｏ・・・圧力差ゲージ、１２・・・ハウジング、１４
・・・感圧ダイヤフラム、１６・・・第一の管、２０・
・・第二の管、２２・・・基準流体供給源、２４・・・
指示針手段、２６・・・支え、３０・・・レバー、３２
・・・リンク。 ３４・・・板、３６・・・ベロー、４０・・・スイッチ
、４２．４４・・・流体通路、５２．５４・・・ハウジ
ング半部。 ５６・・・上側チャンバ、６０・・・下側チャンバ、６
２・・・第一の端、６４・・・第二の端、７０・・・閉
じられた第二の端、７２・・・接続フィッティング、７
４・・・凹み、７６．８０・・・肩部、８２・・・レバ
ーの第一の端。 ８４・・・リンク開０．８６・・・リンクの第一の部分
。 ９０・・・リンクの第二の部分 ２１−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力差ゲージに於て、 第−及び第二の流体通路を郭定するハウジングと、 ハウジングの内部に取付けられて、ハウジングの内部を
   横切って延びており、またハウジング内部を第一の流体
   通路と連通ずる第一のチャンバと第二の流体通路と連通
   ずる第二のチャンバとに分割している感圧ダイヤフラム
   と、 ハウジングに接続されている第一の管であって、ハウジ
   ングの第一の流体通路及び第一のチャンバと連通ずる第
   一の端と、ハウジングの第一の管及び第一のチャンバ内
   の蒸気圧力を定める試料蒸気を受入れるべ（開いた第二
   の端とを有する第一の管と、 ハウジングに接続されており、ハウジングの第二の流体
   通路及び第二のチャンバと連通する第一の端と、閉じら
   れた第二の端とを有する第二の管と、 第二の管の中に配置されており、ハウジングの第二の管
   及び第二のチャンバの中の蒸気圧力を定める蒸気圧力を
   有する基準流体の供給源と、ハウジングに接続されてお
   り、ハウジングの第一のチャンバ内の蒸気圧力がハウジ
   ングの第二のチャンバ内の蒸気圧力から偏差する時を指
   示するべくダイヤフラムにより駆動される指示計手段と
   を有することを特徴とする圧力差ゲージ。
2. （２）圧力差ゲージに於て、 第−及び第二の流体通路を郭定する頂及び底部分を含む
   ハウジングと、 ハウジングの中に取付けられており、その内部を横切っ
   て延びており、またハウジングを第一の流体通路と連通
   ずる上側チャンバと第二の流体通路と連通ずる下側チャ
   ンバとの分割しているダイヤフラムと、 ハウジングの底部分に接続されている第一の管であって
   、ハウジングの第一の流体通路及び第一のチャンバと連
   通ずる第一の端と、ハウジングの第一の管及び第一のチ
   ャンバの中の蒸気圧力を定める圧力を有する試料蒸気を
   受入れるべく開いた第二の端とを有する第一の管と、 ハウジングの底部分に接続されており、ハウジングの第
   二の流体通路及び第二のチャンバと連通ずる第一の端と
   、閉じられた第二の端とを有する第二の管と、 第二の管の中に配置されており、ハウジングの第二の管
   及び第二のチャンバの中の蒸気圧力を定める圧力を有す
   る基準流体を供給する基準流体供給源と、 ハウジングの頂部分に取付【プられており、そこから上
   方に延びている支えと、 支えにより揺動可能に支えられているレバーとレバーに
   接続されており、そこからハウジング内に延びてダイヤ
   フラムと隣接するリンクと、リンクに取付けられた板と
   を含んでおり、ダイヤフラムがハウジングの上側チャン
   バ内の蒸気圧力と下側チャンバ内の蒸気圧力との間の差
   の存在時にはレバーを予め設定された板へ揺動させるべ
   く板及びリンクを下方へ移動さけることを特徴とする圧
   力差ゲージ。
3. （３）冷凍システム内の非凝縮性ガスの存在の検出方法
   に於て、 冷凍システム内の冷媒と同一の圧力対温度特性を有する
   流体を含む管の一端を冷凍システムの高圧蒸気側内へ差
   込む過程と、 管の中の流体の温度を冷凍システムの高圧蒸気側の蒸気
   の温度にもたらず過程と、 管の中の流体の圧力と冷凍システムの高圧蒸気側の蒸気
   の圧力との間の差を検出する過程と、検出された圧力差
   の存在を指示する過程とを含むことを特徴とする冷凍シ
   ステム内の非凝縮性ガスの存在の検出方法。