JP5427120B2 - Environmental test equipment - Google Patents
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Description
本発明は、環境試験装置に関するものであり、より詳細には熱交換器の破損検知システムを搭載した環境試験装置に関するものである。 The present invention relates to an environmental test apparatus, and more particularly to an environmental test apparatus equipped with a heat exchanger breakage detection system.
試作品等の性能や耐久性を調べる試験装置として、環境試験装置が知られている。環境試験装置は、試験空間内を所望の温度及び湿度に維持することができるものであり、一般に、冷却手段と、加熱手段と、加湿手段を備えている。
また、冷却手段は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備え、これらによって冷凍サイクルを構成する冷凍機を採用する場合が多い。
ここで、環境試験装置の冷却手段としては、前記した冷凍機の蒸発器を、試験空間内と連通する位置に直接的に配置する構成のものもあるが、より安定した試験環境を作りだす必要がある場合には、冷凍機でブラインを冷却し、一定温度に温度調整されたブラインを試験空間側に配された熱交換器に供給する構成が採用される（特許文献１）。
即ち試験空間内と連通する位置に、例えば気体−液体熱交換器を設置し、この熱交換器の一次側に液体たるブラインを通過させ、二次側に試験空間内の空気を通過させて試験空間の温度を制御する。
An environmental test apparatus is known as a test apparatus for examining the performance and durability of a prototype or the like. The environmental test apparatus can maintain a test space at a desired temperature and humidity, and generally includes a cooling means, a heating means, and a humidifying means.
The cooling means includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, and a refrigeration machine that constitutes a refrigeration cycle by these is often employed.
Here, as a cooling means of the environmental test apparatus, there is a configuration in which the evaporator of the refrigerator is directly arranged at a position communicating with the inside of the test space, but it is necessary to create a more stable test environment. In some cases, a configuration is adopted in which brine is cooled by a refrigerator and the brine whose temperature has been adjusted to a constant temperature is supplied to a heat exchanger disposed on the test space side (Patent Document 1).
That is, for example, a gas-liquid heat exchanger is installed at a position communicating with the test space, the liquid brine is passed through the primary side of the heat exchanger, and the air in the test space is passed through the secondary side for testing. Control the temperature of the space.
この種の環境試験装置における冷却手段の配管系統は、図１７の様である。
即ち、図１７のように、従来技術の環境試験装置の冷却手段は、熱交換器１を含みブラインが流れるブライン循環回路２と、ブラインを冷却するブライン冷却回路３を有している。
即ち、ブライン循環回路２は、ブラインタンク４と、循環ポンプ５と、熱交換器１の一次側流路とが環状に配管された循環流路である。より具体的には、ブラインタンク４と循環ポンプ５の吸い込み側６との間が、ポンプ吸入流路７で接続されている。また、ポンプ吐出側８と熱交換器１の入り側（熱交換器入口９）との間が、ブライン供給流路１０によって接続されている。また、熱交換器１の出側（熱交換器出口１１）とブラインタンク４との間が戻り流路１２によって接続されている。
The piping system of the cooling means in this type of environmental test apparatus is as shown in FIG.
That is, as shown in FIG. 17, the cooling means of the environmental testing apparatus of the prior art has a
That is, the
そして、循環ポンプ５を起動することにより、ブラインがブライン循環回路２を循環し、熱交換器１の一次側流路を通過する。
Then, by starting the
また、ブライン冷却回路３は、公知の冷凍サイクルを構成する冷凍回路であり、圧縮機１３、凝縮器１４、膨張弁１５及び蒸発器１６を備えている。そして、蒸発器１６がブラインタンク４内に配管されている。
そのため、圧縮機１３を運転すると、蒸発器１６の表面温度が低下し、ブラインタンク４内のブラインが冷却される。
The
Therefore, when the
しかし、長期的に環境試験を行う場合や頻繁に環境試験を行う場合、環境試験装置内に設置した熱交換器１の一次側流路に破損が生じ、液状の熱媒体（例えば、ブラインや水など）が流れ出るということがあった。そのため、従来では、例えば環境試験装置内の熱交換器１の下部にドレンパンを設けて、熱交換器１から出る液状の熱媒体をドレンパンで溜め、フロートスイッチで熱媒体の液位置を確認し、熱媒体の漏洩を検知するという対策がなされてきた。
However, when an environmental test is performed for a long period or when an environmental test is frequently performed, the primary side flow path of the
しかし、前記の構成によって、漏洩した熱媒体を検知するためには、検知するまでに一定量以上の熱媒体がドレンパンに留まる必要があり、漏洩が発生してから、漏洩の事実を検知するのに時間がかかるという問題がある。そのため、熱媒体が試料にかかったり、雰囲気制御が困難となってしまう。
即ち前記した様に、二次側に通風する形式の熱交換器を使用する場合であれば、熱交換器から熱媒体が漏洩すると、熱媒体が送風によって飛散してしまう。
ましてや、漏洩した熱媒体をドレンパンに溜め置くと、送風に煽られてドレンパンから熱媒体が溢れ出し、被試験物を台無しにしてしまう懸念すらある。
つまり、環境試験装置の分野においては、液状の熱媒体が漏れることは厳に避けるべきであり、微量の熱媒体の漏れを検知して、熱交換器の破損を確実に検知する必要がある。
However, in order to detect a leaked heat medium with the above-described configuration, a certain amount or more of the heat medium needs to remain in the drain pan before detection, and after the leak has occurred, the fact of the leak is detected. There is a problem that it takes time. For this reason, the heat medium is applied to the sample, and the atmosphere control becomes difficult.
That is, as described above, if a heat exchanger of the type that ventilates to the secondary side is used, if the heat medium leaks from the heat exchanger, the heat medium is scattered by blowing.
Furthermore, if the leaked heat medium is stored in the drain pan, there is a concern that the heat medium overflows from the drain pan by being blown by air and the test object is spoiled.
In other words, in the field of environmental test equipment, leakage of the liquid heat medium should be strictly avoided, and it is necessary to detect leakage of a small amount of heat medium and reliably detect breakage of the heat exchanger.
そこで本発明では、環境試験装置内の熱交換器の流路の破損を確実に検知可能な環境試験装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an environmental test apparatus that can reliably detect the breakage of the flow path of the heat exchanger in the environmental test apparatus.
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、一次側流路に液体を通過させる熱交換器を備え、前記熱交換器の一次側に液体を通過させて環境温度を変化させることが可能である環境試験装置において、少なくとも２個の閉止弁と圧力センサーとを有し、前記熱交換器の一次側流路及び圧力センサーは前記２個の閉止弁に挟まれた位置にあり、前記環境試験装置は熱交換器チェック動作を実行可能であり、前記熱交換器チェック動作においては、前記２個の閉止弁を閉止して、熱交換器の一次側流路を環境試験装置内の圧力よりも高い状態にし、前記圧力センサーによって圧力の変化を監視するものであり、一次側流路には加圧空気流路が空気用開閉弁を介して接続されており、圧力の変化が一定以上であった場合には前記空気用開閉弁を開いて一次側流路内の液体を空気と置換することを特徴とする環境試験装置である。
本発明では、熱交換器の一次側流路を環境試験装置内の圧力よりも高い圧力にして、熱交換器チェック動作を行う。環境試験装置内の圧力とは、熱交換器チェック動作における環境試験装置内の圧力であり、通常は環境試験前に熱交換器チェック動作を行うので、大気圧となる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
In the present invention, the heat exchanger check operation is performed by setting the primary flow path of the heat exchanger to a pressure higher than the pressure in the environmental test apparatus. The pressure in the environmental test apparatus is the pressure in the environmental test apparatus in the heat exchanger check operation, and is normally atmospheric pressure because the heat exchanger check operation is performed before the environmental test.
ここで一次側流路とは、熱交換器に対して熱あるいは冷熱を供給する側の流路である。例えば熱交換器が気体−液体熱交換器であっても環境試験装置の通風流路に熱交換器を配置し、熱交換器から環境試験装置の通風流路に熱あるいは冷熱を放出する様な構造のものであるならば、液体側流路が一次側流路である。
液体−液体熱交換器を使用することは稀であるが、本発明は、液体−液体熱交換器を除外するものではなく、液体−液体熱交換器を採用する場合には一方の液体流路が一次側流路となる。さらに、熱交換器から固体熱伝導によって被試験物に熱伝導を行う形式の熱交換器を採用する場合には、流体導入側が一次側流路であり、熱交換器の表面が二次側となる。
また、圧力の変化を監視するとは、常時監視する場合だけではなく、一定時間、間隔を置いてその前後の圧力変化を検知する様な構成も含む。
Here, the primary flow path is a flow path on the side for supplying heat or cold to the heat exchanger. For example, even if the heat exchanger is a gas-liquid heat exchanger, a heat exchanger is disposed in the ventilation channel of the environmental test apparatus, and heat or cold is released from the heat exchanger to the ventilation channel of the environmental test apparatus. If it has a structure, the liquid side channel is the primary side channel.
Although it is rare to use a liquid-liquid heat exchanger, the present invention does not exclude a liquid-liquid heat exchanger. When a liquid-liquid heat exchanger is used, one liquid flow path is used. Becomes the primary flow path. Furthermore, when adopting a heat exchanger of a type that conducts heat from the heat exchanger to the DUT by solid heat conduction, the fluid introduction side is the primary side flow path, and the surface of the heat exchanger is the secondary side. Become.
In addition, monitoring the pressure change includes not only the case of constantly monitoring, but also includes a configuration in which the pressure change before and after that is detected at regular intervals.
本発明の環境試験装置は、一次側流路の圧力の変化を監視することから、破損による減圧を感知することができ、破損の有無を判別することができる。それ故に、流路内における破損を確実に検知することができ、環境制御不能や試料の破損などの損害を免れることができる。
また、本発明の環境試験装置は、圧力の変化が一定以上であった場合には前記空気用開閉弁を開いて一次側流路内の液体を空気と置換することから、環境試験ができない状態となり、誤作動を抑制することができる。
Since the environmental test apparatus of the present invention monitors the change in the pressure of the primary side flow path, it can sense the pressure reduction due to breakage and can determine the presence or absence of breakage. Therefore, it is possible to reliably detect breakage in the flow path, and to avoid damages such as environmental control failure and sample breakage.
Further, the environmental test apparatus according to the present invention is in a state where the environmental test cannot be performed because the air on-off valve is opened to replace the liquid in the primary flow path with air when the change in pressure is a certain level or more. Thus, malfunction can be suppressed.
請求項２に記載の発明は、熱交換器チェック動作においては、前記閉止弁の一方を閉じた状態で熱交換器の一次側流路に環境試験装置内の圧力よりも高い圧力で液体又は気体を供給する工程と、他方の閉止弁を閉じる工程と、圧力センサーによって圧力の変化を監視する工程が順次実行されることを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置である。
According to a second aspect of the present invention, in the heat exchanger check operation, a liquid or gas at a pressure higher than the pressure in the environmental test apparatus is placed in the primary flow path of the heat exchanger with one of the stop valves closed. The environmental test apparatus according to
かかる構成によれば、自動的に工程が実行されることから、人為的なミスを起こすことなく工程を進行することを可能にしている According to such a configuration, since the process is automatically executed, it is possible to proceed with the process without causing a human error.
請求項３に記載の発明は、一方の閉止弁の上流側は、給水源に接続されており、当該給水源は環境試験装置内の圧力以上の供給圧力を有し、熱交換器チェック動作においては給水源から供給される水を一次側流路に満たし、給水源の供給圧力をもって熱交換器の一次側流路を環境試験装置内の圧力よりも高い状態とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置である。
In the invention according to
かかる構成によれば、安価な水の供給圧力によって熱交換器の一次側流路を環境試験装置内の圧力よりも高い状態にすることから、コストが削減できる。 According to such a configuration, since the primary flow path of the heat exchanger is made higher than the pressure in the environmental test apparatus by an inexpensive water supply pressure, the cost can be reduced.
請求項４に記載の発明は、前記一次側流路は、液体循環流路の一部を構成し、当該液体循環流路にはポンプが備えられ、熱交換器チェック動作においては液体循環流路を流れる液体を一次側流路に満たし、ポンプの吐出圧をもって熱交換器の一次側流路を環境試験装置内の圧力よりも高い状態とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the primary side flow path constitutes a part of the liquid circulation flow path, the liquid circulation flow path is provided with a pump, and in the heat exchanger check operation, the liquid circulation flow path is provided. 3. The liquid according to
かかる構成によれば、ポンプの吐出圧によって熱交換器の一次側流路を環境試験装置内の圧力よりも高い状態にすることから、作業時間を短縮できる。 According to such a configuration, since the primary flow path of the heat exchanger is made higher than the pressure in the environmental test apparatus by the discharge pressure of the pump, the working time can be shortened.
本発明の環境試験装置では、一次側流路の圧力の変化を監視することで、破損による減圧を感知し、破損の有無を判別する。それ故に、流路内における破損を確実に検知することができ、環境制御不能や試料の破損などの損害を免れることができる。 In the environmental test apparatus of the present invention, by monitoring the change in the pressure of the primary side flow path, the pressure reduction due to breakage is sensed and the presence or absence of breakage is determined. Therefore, it is possible to reliably detect breakage in the flow path, and to avoid damages such as environmental control failure and sample breakage.
本発明の実施形態である環境試験装置について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、環境試験装置１７は、試験空間１８と空気流路１９が存在し、空気流路１９には加湿器２０と冷却用熱交換器（以下単に熱交換器と称する）１と空気加熱ヒータ２１と送風機２２とが配されている。
An environmental test apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
送風機２２は空気流路１９内の空気を試験空間１８方向に送り出し、環境試験装置１７内の空気を循環させるものである。
加湿器２０は、公知のそれと同一であり、水容器とヒータ（いずれも図示せず）を内蔵するものである。空気加熱ヒータ２１は、公知の電気ヒータである。
The
The
熱交換器１は、ブラインを通過させるものであり、試験空間１８内の環境温度を低下させる機能と、試験空間１８内の湿度を低下させる機能とを備えている。
そのため、本実施形態の環境試験装置１７では、加湿器２０と熱交換器１によって試験空間１８内の湿度の制御を行うことができ、熱交換器１と空気加熱ヒータ２１によって試験空間１８内の温度の制御を行うことができる。また、試験空間１８は任意の大きさの試料を配置できる。
The
Therefore, in the
また、熱交換器１を含む冷却手段の配管系統は、特有の構成を備えている。本実施形態で採用する冷却手段の配管系統は、図２に示すように、前記した公知のブライン循環回路２（図１７）に、給水用流路２３と、ドレン用流路２４と、エアー供給用流路２５と、安全弁用流路２６と、排水用流路２７とが分岐又は接続されたものである。
即ち本実施形態で採用するブライン循環回路２は、ブライン主流側流路２８とこれから分岐または接続される給水用流路２３、ドレン用流路２４、エアー供給用流路２５、安全弁用流路２６、排水用流路２７によって構成されている。
The piping system of the cooling means including the
That is, the
本実施形態で採用するブライン主流側流路２８は、従来技術のそれと同様に、ブラインタンク４と、循環ポンプ５と、熱交換器１の一次側流路とが環状に配管された循環流路である。より具体的には、ブラインタンク４と循環ポンプ５の吸い込み側６との間が、ポンプ吸入流路７で接続されている。また、ポンプ吐出側８と熱交換器１の入り側（熱交換器入口９）との間が、ブライン供給流路１０によって接続されている。また、熱交換器１の出側（熱交換器出口１１）とブラインタンク４との間が戻り流路１２によって接続されている。
循環ポンプ５は公知の渦巻きポンプであり、循環ポンプ５を運転することによって、ブラインタンク４内のブラインをブライン主流側流路２８に循環させることができる。
The brine
The
また、本実施形態に特有の構成として、ブライン主流側流路２８に、ポンプ用弁２９と、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１、タンク入口弁３２及び圧力測定手段３３が接続されている。
ポンプ用弁２９は、電磁弁であり、ブライン供給流路１０に設けられている。即ちポンプ用弁２９は、ポンプ吐出側８と熱交換器１の入り側（熱交換器入口９）との間に設けられている。
Further, as a configuration unique to the present embodiment, a
The
熱交入口側弁３０は、ブライン供給流路１０であって前記したポンプ用弁２９と熱交換器入口９との間に設けられている。
熱交入口側弁３０は比例制御タイプの電動ボール弁である。熱交入口側弁３０は完全な閉め切り状態にすることができる。
The heat exchange
The heat exchange
熱交出口側弁３１は、戻り流路１２に設けられている。即ち熱交出口側弁３１は、熱交換器出口１１とブラインタンク４との間に設けられている。
熱交出口側弁３１は、電動ボール弁である。熱交出口側弁３１は完全な閉め切り状態にすることができる。
The heat exchange
The heat exchange
タンク入口弁３２は熱交出口側弁３１とブラインタンク４との間に設けられた電磁弁である。
The
圧力測定手段３３は公知の圧力センサーであり、ブライン主流側流路２８の内圧を感知し、あらかじめ定めた基準プログラムに沿って、信号を送ることができる。
The pressure measuring means 33 is a known pressure sensor, and can sense the internal pressure of the brine
次に、ブライン主流側流路２８から分岐または接続される流路について説明する。前記した様に本実施形態では、ブライン主流側流路２８に対して、給水用流路２３、ドレン用流路２４、エアー供給用流路２５、安全弁用流路２６、排水用流路２７が分岐または接続されている。
Next, the flow path branched or connected from the brine
前記した給水用流路２３は、給水源４１とブライン主流側流路２８を接続するものである。給水用流路２３は、ブライン主流側流路２８のブライン供給流路１０であって、ポンプ用弁２９と熱交入口側弁３０との間に設けられている。
給水用流路２３には、給水弁３４が設けられており、給水弁３４を開くことによってブライン主流側流路２８に給水される。また、給水源４１は、相当の給水圧力を有しているから、給水弁３４を開くことによってブライン主流側流路２８にある程度の圧力で水が押し込まれることとなる。
The aforementioned water
A
ドレン用流路２４は、ブライン供給流路１０から分岐された流路である。即ち本実施形態では、ブライン供給流路１０であって、熱交入口側弁３０と圧力測定手段３３との間で分岐され、ドレン用流路２４を構成している。ドレン用流路２４には、ドレン用弁３５が設けられている。ドレン用弁３５は電磁弁である。従って、ドレン用弁３５を開くことによってブライン主流側流路２８内の流体が排出される。
The
また、ブライン主流側流路２８の戻り流路１２には、エアー供給用流路２５と、安全弁用流路２６とが接続されている。
両者はいずれもブライン主流側流路２８の戻り流路１２にあって、熱交換器出口１１と熱交出口側弁３１との間から分岐または接続されている。
エアー供給用流路２５は、空気源３６と、ブライン主流側流路２８とを接続するものであり、中途にエアー用弁３７と逆止弁３８が接続されている。エアー用弁３７は電磁弁である。また逆止弁３８は、空気源３６からブライン主流側流路２８側への空気の流れを許容し、その逆を阻止する方向に接続されている。
An
Both of them are in the
The air
安全弁用流路２６は、ブライン主流側流路２８の戻り流路１２から分岐された流路であり、バネ式の安全弁３９が介在されている。なお本実施形態では、安全弁３９は流路内の内圧が１ＭＰａ以上に上昇した時に、流路が開放される様に設定されている。
The safety
図２に示す配管系統図では、熱交換器出口１１に近い側にエアー供給用流路２５が接続されており、熱交出口側弁３１に近い側に安全弁用流路２６が分岐されているが、両者の順序は任意である。
また、エアー供給用流路２５と、ドレン用流路２４は、熱交換器１を挟んだ位置に設けられていることが必要ではあるが、両者の順序は任意である。
さらに圧力測定手段３３は熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１の間にあることが必須であるが、熱交換器１に対する前後の位置は問わない。
In the piping system diagram shown in FIG. 2, the air
Moreover, although the air
Further, it is essential that the pressure measuring means 33 is located between the heat exchange
分岐流路の説明に戻ると、排水用流路２７は、戻り流路１２から分岐された流路である。即ち、戻り流路１２であって、熱交出口側弁３１とタンク入口弁３２との間から排水用流路２７が分岐されている。排水用流路２７には、排水弁４０が設けられている。排水弁４０は電磁弁である。
Returning to the description of the branch flow path, the
次に、本発明の実施形態の環境試験装置１７の機能について説明する。
本実施形態の環境試験装置１７では、前記した様に加湿器２０と熱交換器１によって試験空間１８内の湿度の制御を行い、熱交換器１と空気加熱ヒータ２１によって試験空間１８内の温度の制御を行う。
Next, functions of the
In the
そして、熱交換器１で除湿あるいは温度制御を行う場合には、図３に示すように、ブライン主流側流路２８にブラインを循環させる。即ち図３の様に、各分岐流路（ドレン用流路２４、排水用流路２７）と接続流路（給水用流路２３、エアー供給用流路２５）を閉鎖すると共にブライン主流側流路２８を開放し、循環ポンプ５を起動してブライン主流側流路２８にブラインの循環流を発生させる。より具体的には、図３の様に給水弁３４を閉じて給水用流路２３を遮断し、ドレン用弁３５を閉じてドレン用流路２４を遮断し、エアー用弁３７を閉じてエアー供給用流路２５を遮断し、排水弁４０を閉じて排水用流路２７を遮断する。
Then, when dehumidification or temperature control is performed by the
一方、ポンプ用弁２９と、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１及びタンク入口弁３２を開いてブライン主流側流路２８を開放する。そして循環ポンプ５を起動してブライン主流側流路２８にブラインの循環流を発生させる。
前記した様に、ブラインタンク４内のブラインは、ブライン冷却回路３によって一定の温度に冷却されているから、循環ポンプ５を起動すると、低温に温度調節されたブラインが熱交換器１の一次側流路に流れ込み、試験空間内の温度を低下させる。
なお本実施形態で採用する熱交入口側弁３０は、比例制御タイプの電動ボール弁であるから、開度を制御して熱交換器１に流入するブラインの量を増減することができる。
On the other hand, the brine main flow
As described above, since the brine in the
In addition, since the heat exchange
また、本実施形態で採用する冷却手段は、熱交換器１の破損を確認するために、熱交換器チェック動作を実行することができる。
In addition, the cooling means employed in the present embodiment can execute a heat exchanger check operation in order to confirm that the
本実施形態の特徴的動作たる熱交換器チェック動作は環境試験を行う前に実施される。 本実施形態では、環境試験を行う前に自動的に熱交換器チェック動作が行われる。即ち図９のフローチャートの様に、環境試験を実施するに際しては、環境試験装置１７の図示しない制御装置に、所望の試験条件を入力する。そして、試験条件の入力が確認されると（ステップ１）、ステップ２で、試験を開始して良いか否かが判断される。具体的には、設定入力完了後、環境試験装置１７の運転を始動させる作動ボタンを押すことによってステップ２がイエスとなる。
The heat exchanger check operation, which is a characteristic operation of this embodiment, is performed before the environmental test. In the present embodiment, the heat exchanger check operation is automatically performed before the environmental test is performed. That is, as shown in the flowchart of FIG. 9, when an environmental test is performed, desired test conditions are input to a control device (not shown) of the
そして、続くステップ３からステップ１４によって熱交換器チェック動作が行われる。
即ち最初に初期状態として、循環ポンプ５が停止された条件下で、全ての弁が閉止される。即ち給水弁３４、排水弁４０、ドレン用弁３５、エアー用弁３７が閉鎖され、ブライン主流側流路２８に対する各分岐流路（ドレン用流路２４、排水用流路２７）と接続流路（給水用流路２３、エアー供給用流路２５）が一旦全て閉鎖される。
Then, the heat exchanger check operation is performed in
That is, as an initial state, all valves are closed under the condition that the
また、ブライン主流側流路２８においては、ポンプ用弁２９と、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１と、タンク入口弁３２が閉じられる。
そして、ステップ４で全ての弁が閉止されたことが確認されると、ステップ５に移行し、図４の様に、給水弁３４と、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１と、排水弁４０が開かれる。なお依然として他の弁は閉じられた状態を維持している。
In the brine
When it is confirmed in
その結果、図４の様に、給水源４１からブライン供給流路１０の一部を経由して熱交換器１の一次側に至り、戻り流路１２の一部を経由して排水用流路２７に抜ける一連の流路が開く。なお熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１とは、ウォータハンマーの発生を避けるために図８のタイムチャートに示すように、ゆっくりと開くことが望ましい。本実施形態では、熱交入口側弁３０は７秒程度をかけて全開状態としている。一方、熱交出口側弁３１は１４秒程度をかけて全開状態としている。このように、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１とは、５秒から２０秒ぐらいの時間を掛けてゆっくりと開くことが望ましい。また、下流側に設けられた熱交出口側弁３１は、上流側の熱交入口側弁３０に比べてよりゆっくりと開くことが望ましい。
As a result, as shown in FIG. 4, the
給水源４１は、一定の水圧を有しているから、給水弁３４と、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１と、排水弁４０を開くと、図４の太線で表示された流路を水が流れ、排水用流路２７から排出される。
なお、ポンプ用弁２９は閉じられた状態を維持しているから、給水源４１から供給される水が循環ポンプ５側に流れ込むことはない。同様にタンク入口弁３２も閉じた状態を維持しているから、給水源４１から供給される水がブラインタンク４に流れ込むことはない。
Since the
In addition, since the
従って、図４の様に、給水源４１から熱交換器１を経由して排水用流路２７に水が流れる。そして、続くステップ６で所定の時間が経過するのを待つ。この時間は、例えば３０秒から６０秒程度である。その間、給水源４１から熱交換器１を経由して排水用流路２７に水が流れ続けるので、熱交換器１およびその前後の流路から空気が排出され、熱交換器１およびその前後の流路が水密状態となる（満水過程）。
Therefore, as shown in FIG. 4, water flows from the
そして、続くステップ７で、熱交出口側弁３１を閉じる。ここで、熱交出口側弁３１は、図８のタイムチャートの様に、１４秒程度の時間をかけてゆっくりと閉じ、ウォータハンマー現象の発生を防止することが望ましい。
Then, in the
ステップ７で熱交出口側弁３１が閉じられるものの、ステップ４で開かれた給水弁３４と、熱交入口側弁３０は、開いた状態を維持しており、且つポンプ用弁２９は閉じられた状態を維持しているから、図５に示すように熱交換器１の出口側だけが閉め切り状態となり、熱交換器１の一次側流路に給水圧が掛かる。
なお、排水弁４０は、適当な時期に閉じることが望ましい。
In
The
そして、続くステップ８で、一定時間の経過を待ち、熱交換器１に掛かる圧力を安定化させる（初期圧力設定過程）。この時間は、概ね１０秒から３０秒程度であり、図８のタイムチャートに従うと、待ち時間は、熱交出口側弁３１の閉止を開始してから３０秒であり、熱交出口側弁３１の閉止が完了してから１６秒である。
Then, in the
続くステップ９で、圧力測定手段３３で熱交換器１周辺の圧力を測定し、これを初期圧力として記憶する（ステップ１０）。
In
即ち、初期圧力設定過程では熱交出口側弁３１のみを閉鎖し、一定の保持時間の間さらに給水を続け、熱交換器１内の内圧を上昇させる。そして、１４秒かけて熱交出口側弁３１を閉鎖し、１６秒間閉じた状態を保持しながら熱交換器１内の内圧を上昇させる（ステップ７−８）。そして、初期圧力設定過程の終了時に圧力測定手段３３により内圧を測定し、これを初期圧力として記憶する（ステップ９−１０）。
That is, in the initial pressure setting process, only the heat exchange
続いてステップ１１に移行し、熱交入口側弁３０を閉じる。ここで熱交入口側弁３０は、図８のタイムチャートの様に、７秒程度の時間をかけてゆっくりと閉じ、ウォータハンマー現象の発生を防止することが望ましい。
Subsequently, the process proceeds to step 11 and the heat exchange
ステップ１１で熱交入口側弁３０が閉じられるものの、ステップ７で閉じられた熱交出口側弁３１は、閉じられた状態を維持しているから、図６に示すように、熱交入口側弁３０と熱交出口側弁３１との間に圧力が封じ込められる。そのため、熱交換器１には、封じ込められた圧力が掛かり、熱交換器１に圧力が保持される（圧力保持過程）。
なお、給水弁３４は、適当な時期に閉じることが望ましい。
Although the heat exchange
The
この様に圧力保持過程では、熱交入口側弁３０を閉鎖し、一定時間保持する。そしてこの時、各時間当たりの圧力をモニターリングする。具体的には７秒かけて熱交入口側弁３０を閉鎖させ、２３秒間保持する（ステップ１１−１２）。そしてこの際、熱交入口側弁３０と熱交出口側弁３１によって、流路内に閉空間が作成される。
圧力保持過程終了時に圧力測定手段３３により内圧を測定する（ステップ１３）。
Thus, in the pressure holding process, the heat exchange
At the end of the pressure holding process, the internal pressure is measured by the pressure measuring means 33 (step 13).
そして、計測された圧力値が初期圧力値に対して圧力降下がなければ、流路内に破損がないものと判断し、環境試験を開始する（ステップ１４−１５）。
破損の有無を判定する圧力差は任意であるが、本実施形態では、０．０５ＭＰａを基準とし、圧力低下が０．０５ＭＰａより大きければ、熱交換器１が破損しているものと判断し、０．０５ＭＰａ以下であるならば、熱交換器１に破損は無いものと判断する。
If the measured pressure value does not drop with respect to the initial pressure value, it is determined that there is no breakage in the flow path, and an environmental test is started (step 14-15).
Although the pressure difference for determining the presence or absence of breakage is arbitrary, in this embodiment, on the basis of 0.05 MPa, if the pressure drop is larger than 0.05 MPa, it is determined that the
計測された圧力値が初期圧力値に対して所定値以上の圧力降下があれば、熱交換器１に破損があると判断し、ステップ１７に移行してトラブル動作となる。
If the measured pressure value has a pressure drop equal to or higher than a predetermined value with respect to the initial pressure value, it is determined that the
ステップ１７においては、エアー用弁３７とドレン用弁３５を開く。なお、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１は、依然として閉じられたままの状態を維持している。
そして、エアー用弁３７を開いた結果、エアー供給用流路２５が開く。また、ドレン用弁３５を開いた結果、ドレン用流路２４が開く。
そのため、図７に示すように、空気源３６から熱交換器１を経由してドレン用流路２４に至る一連の流路が開き、熱交換器１内の水は、空気源３６の圧力に押されてドレン用流路２４から排出される。
そのため、熱交換器１内の水が排水され環境試験を開始できない状態となり、一連の動作を終了する。
In
As a result of opening the
Therefore, as shown in FIG. 7, a series of flow paths from the
Therefore, the water in the
なお、全行程において、流路内圧力が１ＭＰａを超えた場合、安全弁３９が開放され、流路が保護される。前記のように圧力変化を検知することによって、環境試験装置内の熱交換器１の流路内の破損を確実に感知することが可能となる。
In the entire stroke, when the pressure in the flow path exceeds 1 MPa, the
以上説明した実施形態では、給水源４１の給水圧を利用して熱交換器１を大気よりも高圧状態としたが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、他の昇圧手段を利用して熱交換器１を大気よりも高圧状態としてもよい。
図１１，１２，１３に示すブライン循環回路４３は、昇圧手段として循環ポンプ５を採用するものである。なお以下に説明する実施形態の構成の内、第１実施形態における環境試験装置１７と同様の構造及び動作については、同様の符号を付して重複した説明を省略する。
In the embodiment described above, the
The
図１１，１２，１３に示すブライン循環回路４３では、図１１の様に、ドレン用流路２４とエアー供給用流路２５を閉鎖すると共にブライン主流側流路２８を開放し、循環ポンプ５を起動してブライン主流側流路２８にブラインの循環流を発生させる。
そして、この状態で図１２の様に熱交出口側弁３１を閉じ、熱交換器１内を昇圧する。
In the
In this state, the heat exchange
以下、図１４に示すフローチャートに基づいて、本発明の第２実施形態の環境試験装置の動作を説明する。
本実施形態においても、先の実施形態と同様に、環境試験装置１７の図示しない制御装置に、所望の試験条件を入力する。そして、試験条件の入力が確認されると、（ステップ１）、ステップ２で、試験を開始して良いか否かが判断される。具体的には、設定入力完了後、環境試験装置１７の運転を始動させる作動ボタンを押すことによってステップ２がイエスとなる。
The operation of the environmental test apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below based on the flowchart shown in FIG.
Also in this embodiment, as in the previous embodiment, a desired test condition is input to a control device (not shown) of the
そして、続くステップ３からステップ１５によって熱交換器チェック動作が行われる。
即ち、最初に初期状態として、循環ポンプ５が停止された条件下で、全ての弁が閉止される（ステップ３）。即ちドレン用弁３５とエアー用弁３７が閉鎖され、ブライン主流側流路２８に対する各分岐流路（ドレン用流路２４）と接続流路（エアー供給用流路２５）が一旦全て閉鎖される。
Then, the heat exchanger check operation is performed in
That is, as an initial state, all valves are closed under the condition that the
また、ブライン主流側流路２８においては、ポンプ用弁２９と、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１が閉じられる。
そして、ステップ４で全ての弁が閉止されたことが確認されると、ポンプ用弁２９と、熱交入口側弁３０と、熱交出口側弁３１を開いてブライン主流側流路２８を開放する（ステップ５）。
Moreover, in the brine
When it is confirmed in
続いて循環ポンプ５を起動する（ステップ６）。その結果、図１１に示すように、ブライン主流側流路２８にブラインの循環流が生じる。
Subsequently, the
そして、ステップ７で所定の時間が経過するのを待つ。この時間は、例えば３０秒から６０秒程度である。
In
そして、続くステップ８で、熱交出口側弁３１を閉じる。ここで、熱交出口側弁３１は、前述した様に時間をかけてゆっくりと閉じ、ウォータハンマー現象の発生を防止することが望ましい。
In
ステップ８で熱交出口側弁３１が閉じられるものの、循環ポンプ５は運転を続けているから、図１２に示すように熱交換器１の出口側だけが閉め切り状態となり、熱交換器１の一次側流路に循環ポンプ５の吐出圧が掛かる。
Although the heat exchange
そして、続くステップ９で、一定時間の経過を待ち、熱交換器１に掛かる圧力を安定化させる（初期圧力設定過程）。この時間は、概ね１０秒から３０秒程度である。
続くステップ１０で、圧力測定手段３３で熱交換器１周辺の流路内圧力を測定し、これを初期圧力として記憶する（ステップ１１）。
Then, in the
In
その後の過程は、先の実施形態と同一であり、続くステップ１２で熱交入口側弁３０を閉じ、図１３に示すように、熱交入口側弁３０と熱交出口側弁３１との間で圧力を封じ込める。そして計測された圧力値が初期圧力値に対して圧力降下がなければ、流路内に破損がないものと判断し、環境試験を開始する（ステップ１５−１６）。
一方、計測された圧力値が初期圧力値に対して所定値以上の圧力降下があれば、熱交換器１に破損があると判断し、ステップ１８に移行してトラブル動作となる。
The subsequent process is the same as in the previous embodiment, and in
On the other hand, if the measured pressure value falls below a predetermined value with respect to the initial pressure value, it is determined that the
また、上記した実施形態では、いずれも熱交換器１を冷却用として使用したが、加熱用として使用してもよい。熱交換器１を加熱用として使用する場合には、図１６の用にブラインタンク４内にヒータ４２を内蔵して熱媒体たる液体を昇温することになる。
In the above-described embodiments, the
また、上記した第２実施形態では第１実施形態と異なる回路を用いているが、給水弁３４と排水弁４０を閉じることによって、第１実施形態でも第２実施形態と同様の実施が可能となり、同様の効果が得られる。
In the second embodiment described above, a circuit different from that of the first embodiment is used. However, by closing the
上記した実施形態では、流路内圧力の計測をステップ９からステップ１３（第１実施形態）あるいはステップ１０からステップ１４（第２実施形態）にかけて行っているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、最低限ステップ９及びステップ１３（第１実施形態）あるいはステップ１０及びステップ１４（第２実施形態）において圧力測定ができればよいので、すべてのステップにおいて、圧力を計測してもよい。
In the above-described embodiment, the pressure in the flow path is measured from
上記した実施形態では、流路内の破損を判断するために、０．０５ＭＰａという圧力低下値を基準として大小関係を調べたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、所定の時間後の圧力の差を計測することで熱媒体の漏洩量の定性的な計測を行うことができる。 In the above-described embodiment, the magnitude relationship is examined based on the pressure drop value of 0.05 MPa in order to determine the breakage in the flow path. However, the present invention is not limited to this, and after a predetermined time. By measuring the difference in pressure, it is possible to qualitatively measure the amount of leakage of the heat medium.
上記した実施形態では、流路内の破損を判断するために、０．０５ＭＰａという圧力低下値を基準として大小関係を調べ、流路内の破損を判断したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば、初期圧力から０．０５ＭＰａ低下するまでの時間を計測することで不良の程度を定性的に判断することができる。 In the above-described embodiment, in order to determine the breakage in the flow path, the magnitude relationship is examined based on the pressure drop value of 0.05 MPa, and the breakage in the flow path is determined. However, the present invention is limited to this. However, for example, the degree of failure can be qualitatively determined by measuring the time taken to decrease 0.05 MPa from the initial pressure.
熱交換器１によって冷却させるため、第１実施形態では熱媒体に水を用い、第２実施形態では熱媒体にブラインを用いたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、他の液体でも使用することができる。
In order to cool by the
上記した実施形態では、加圧媒体に液状の熱媒体を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、加圧媒体に空気を用いても良い。
即ちブライン主流側流路２８内のブライン等を空気や窒素で加圧し、この状態で、熱交入口側弁３０と熱交出口側弁３１を閉じてこの間に圧力を封じ込め、一定時間の間の圧力変化を観察するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the liquid heat medium is used as the pressure medium. However, the present invention is not limited to this, and air may be used as the pressure medium.
That is, the brine or the like in the brine
上記した実施形態では、給水源４１などの圧力源を熱交換器１に接続しているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、装置内を流体が流動可能な閉空間あるいは閉回路状態を作成することができるシステムであれば、装置内の回路欠陥部位の有無を判断することができる。
In the above-described embodiment, a pressure source such as the
上記した実施形態では、環境試験前に熱交換器チェック動作を行うため、熱交換器チェック動作時の環境試験装置内の圧力を大気圧以上としたが、環境試験装置の性能保持や環境試験の測定条件などの観点から、環境試験前の状態から環境試験装置内の圧力を低圧に保持し続けなければならない場合などには、破損検知の基準を環境試験装置内の圧力以上としてもよい。 In the above-described embodiment, since the heat exchanger check operation is performed before the environmental test, the pressure in the environmental test device during the heat exchanger check operation is set to be equal to or higher than the atmospheric pressure. If the pressure in the environmental test apparatus must be kept at a low pressure from the state before the environmental test from the viewpoint of measurement conditions and the like, the criterion for damage detection may be higher than the pressure in the environmental test apparatus.
上記した実施形態では、破損検知を行う流路として、ブライン主流側流路を設けているが、ブライン主流側流路のような循環式の回路ではなく、単に給水源から熱交換器へ水を流して冷却する直冷式の回路でも使用できる。 In the above-described embodiment, the brine main flow channel is provided as a flow channel for detecting breakage, but it is not a circulation type circuit such as the brine main flow channel, and water is simply supplied from the water supply source to the heat exchanger. It can also be used in a direct-cooling circuit that cools by flowing.
上記した実施形態では、環境試験前に熱交換器チェック動作を行い、破損の有無を確認したが、環境試験中に熱交換器チェック動作を行っても良い。その際には、例えば温度と圧力の関係や時間と圧力の関係などをテーブルで持たせておくのが好ましい。 In the above-described embodiment, the heat exchanger check operation is performed before the environmental test and the presence or absence of damage is confirmed. However, the heat exchanger check operation may be performed during the environmental test. In that case, for example, it is preferable that a table has a relationship between temperature and pressure, a relationship between time and pressure, and the like.
上記した実施形態では、常温下において給水源の給水圧やポンプの吐出圧により熱交換器の一次側流路を加圧したが、常温で熱交換器の一次側流路を加圧せずに満水状態にして、温度を可変させることで、圧力を上げて漏れを検知する形でもよい。 In the embodiment described above, the primary flow path of the heat exchanger is pressurized at room temperature by the feed water pressure of the water supply source or the discharge pressure of the pump, but without pressurizing the primary flow path of the heat exchanger at room temperature. It is also possible to detect a leak by raising the pressure by changing the temperature in a full water state.
上記した実施形態では、給水源からの給水により熱交換器の一次側流路を満水状態にしたが、エアー用流路から熱交換器の一次側流路にエアーを導入し、熱交換器の一次側流路内をエアーで満タン状態にして熱交換器チェック動作を行い、破損検知をしてもよい。
その際には、実施例のようなポンプの吐出圧による加圧方法を用いてもよいし、前記のように温度を可変させて加圧してもよい。
In the embodiment described above, the primary flow path of the heat exchanger is filled with water supplied from the water supply source, but air is introduced from the air flow path to the primary flow path of the heat exchanger, and the heat exchanger Damage may be detected by performing a heat exchanger check operation by filling the primary channel with air.
In that case, the pressurization method by the discharge pressure of a pump like an Example may be used, and you may pressurize by changing temperature as mentioned above.
１ 熱交換器
２ ブライン循環回路
５ 循環ポンプ
１７ 環境試験装置
２４ ドレン用流路
２５ エアー用流路
２８ ブライン主流側流路
３０ 熱交入口側弁
３１ 熱交出口側弁
３３ 圧力測定手段
３５ ドレン用弁
３７ エアー用弁
４１ 給水源
DESCRIPTION OF
Claims (4)
一次側流路には加圧空気流路が空気用開閉弁を介して接続されており、圧力の変化が一定以上であった場合には前記空気用開閉弁を開いて一次側流路内の液体を空気と置換することを特徴とする環境試験装置。 In an environmental test apparatus that includes a heat exchanger that allows liquid to pass through a primary flow path, and that can change the environmental temperature by allowing liquid to pass through the primary side of the heat exchanger, at least two closing valves; A pressure sensor, the primary flow path of the heat exchanger and the pressure sensor are located between the two stop valves, and the environmental test apparatus can perform a heat exchanger check operation, In the heat exchanger check operation, the two shut-off valves are closed so that the primary flow path of the heat exchanger is higher than the pressure in the environmental test apparatus, and the pressure change is monitored by the pressure sensor. Is what
A pressurized air flow path is connected to the primary flow path via an air on-off valve, and when the change in pressure is more than a certain level, the air on-off valve is opened to liquid environmental test apparatus characterized by replacing the air.
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