JPH02679Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はコンクリート、アスフアルト、石材等
各種材料の温度変化耐久試験に試供する凍結・融
解試験装置に関する。

即ち、上記の各種材料を、予め所定規格の形
状、寸法に成形して得た試験片を、一定温度範囲
内で所定回数凍結・融解反復付加させ、これを
種々の強度試験に付して実際に使用した材料がど
の程度夏、冬の温度変化に耐えられるか、又は与
えられた気温変化に耐え得るにはどのようにすれ
ばよいか等の研究に供するものである。

従来、凍結・融解試験装置としては、特公昭48
−23034号公報に示すように、試験槽及びこれと
同等の熱容量を有する予備槽を設け、試験槽から
奪い取つた熱を予備層に蓄熱することにより熱量
の損失を減少させるようにしたものがあつた。

しかし、この場合には、熱を単に予備槽に蓄熱
させるのみであり、予備槽の有する容積は凍結・
融解反復付加には殆ど寄与しないものであつた。

本考案は、互に同等の熱容量を有する２基の試
験槽を設け、一方の試験槽内の試験片を冷却させ
る時には他方の試験槽内の試験片を加熱させるよ
うにするとともに、一方の試験槽から奪つた熱
を、他方の試験槽に移行させるようにして熱量の
損失を少なくするとともに冷凍機の容量を小さく
することを可能としたものであり、以下実施例を
示す添付図面によつて詳細に説明する。

１は第１試験槽であり、その内部に塩化カルシ
ウムその他の不凍液を充満させ、該不凍液中に、
試験片２を内蔵した容器３を設けるとともに熱交
換器４を設け、更に前記不凍液を、第１試験槽中
において循環させるポンプ５を設けている。

６は第２試験槽で、その内部に塩化カルシウム
その他の不凍液を充満させ、該不凍液中に、試験
片２を内蔵した容器３を設けるとともに、熱交換
器７を設け、更に前記不凍液を第２試験槽中にお
いて循環させるポンプ８を設けている。

尚、第１試験槽１と第２試験槽６とは互に同等
の熱容量を有し、熱交換器４と熱交換器７とも互
に同等の熱容量を有するようにしている。

また、第１試験槽１及び第２試験槽６には夫々
不凍液の液温を検出する感温素子（図示せず）を
設けている。

また、前記熱交換器４，７は、互に接続されて
おり、その接続は次のようにしてなされている。

熱交換器４の一端部と熱交換器７の一端部とは
共に、バルブ９，１０及び四方切換弁１１を介し
て冷凍機１２の冷媒吸入側及び冷媒吐出側に選択
的に接続されているとともに、前記熱交換器４の
一端部と熱交換器７の一端部とは逆止弁１３及び
バルブ１４を介して冷媒が熱交換器７に流入し得
るよう接続されている。

また、熱交換器４の他端部と、熱交換器７の他
端部とは、夫々互に逆方向を向く一対の逆止弁１
５，１６、１７，１８に接続されており、互に逆
方向を向く逆止弁１５，１７が直列接続されると
ともに、逆止弁１６，１８が直列接続され、前記
逆止弁１５，１７の接続点と逆止弁１６，１８の
接続点との間に膨張弁１９が接続されている。

そして、前記冷凍機１２の冷媒吐出側と、逆止
弁１５，１７の接続点との間に、バルブ２０及び
外部熱交換器２１が直列に接続されている。

尚、２２は、フアンで、外部熱交換器２１の内
部を流通する冷媒の保有する熱を迅速に大気中に
放散させるものである。

以上の構成になる試験片凍結・融解付加装置の
作用は次のとおりである。

いま、試験片２を−25℃〜10℃の範囲内におい
て所定数凍結・融解反復付加を行なう場合の作用
について説明すると、通常、室温が10℃より高い
為、先づ第１試験槽１及び第２試験槽６に充満し
た不凍液を、10℃にまで冷却しなければならず、
この場合には、バルブ９，１０，２０を共に開く
とともに、四方切換弁１１を切換作動させて両バ
ルブ９，１０を、共に冷凍機１２の冷媒吸入側に
接続すればよい。従つて、熱交換器４において不
凍液から熱を奪つた冷媒は、バルブ９、四方切換
弁１１、冷凍機１２及びバルブ２０を通つて、外
部熱交換器２１に送られ、熱交換器７において冷
凍機から熱を奪つた冷媒は、バルブ１０、四方切
換弁１１、冷凍機１２及びバルブ２０を通つて外
部熱交換器２１に送られ、両冷媒は外部熱交換器
２１を通過する間に大気中に熱を放散して冷却さ
れる。そして、冷却された冷媒は、夫々逆止弁１
６，１８を通つて熱交換器４，７に送られ、以
下、上記動作を反復することにより、第１試験槽
１及び第２試験槽６の内部の不凍液の温度を共に
低下させることができる（第２図中、領域Ａ参
照）。

不凍液の温度が10℃にまで低下した後は、バル
ブ１０を閉じることにより、第２試験槽６の不凍
液の冷却を停止するとともに、第１試験槽１の不
凍液の冷却を継続し、第１試験槽１の不凍液を−
25℃にまで冷却するとともに第２試験槽６の不凍
液を10℃に保持することができる（第２図中領域
Ｂ参照）。

第１試験槽１の不凍液を−25℃にまで冷却した
後は、バルブ２０を閉じるとともにバルブ９，１
０を開き、四方切換弁１１を切換作動させて、バ
ルプ９を冷凍機１２の冷媒吐出側に接続するとと
もに、バルブ１０を冷凍機１２の冷媒吸入側に接
続すればよく、こうすることによつて、熱交換器
７を通過する冷媒が不凍液から熱を奪い、冷凍機
１２を通過した後の冷媒の熱を、熱交換器４を通
過する間に第１試験槽１の不凍液に与えることが
でき、第２試験槽６の不凍液を冷却すると同時に
第１試験槽１の不凍液を加熱することができる。

尚、この動作を行なつている間、第２試験槽６
の不凍液が有していた熱エネルギーを第１試験槽
１の不凍液の加熱に用いるので熱エネルギーの損
失が殆どなく、しかも冷媒の凝縮温度が低いので
消費電力も少なく（従来例の1/3）することがで
きる。

また、以上の動作を行つて第２試験槽６の不凍
液の温度が−25℃にまで低下する前に、第１試験
槽１の不凍液の温度が10℃にまで上昇するので、
第１試験槽１の不凍液の温度が10℃に達したとき
バルブ９を閉じるとともにバルブ２０を開くこと
により、第２試験槽６の不凍液の冷却のみを継続
する（第２図中、領域Ｃ参照）。

第２試験槽６の不凍液を−25℃にまで冷却した
後は、バルブ２０を閉じるとともにバルブ９，１
０を開き、四方切換弁１１を切換作動させて、バ
ルブ１０を冷凍機１２の冷媒吐出側に接続すると
ともにバルブ９を冷凍機１２の冷媒吸入側に接続
すればよく、こうすることによつて熱交換器４を
通過する冷媒が第１試験槽１の不凍液から熱を奪
い、冷凍機１２を通過した後の冷媒の熱を、熱交
換器７を通過する間に第２試験槽６の不凍液に与
えることができ、第１試験槽１の不凍液を冷却す
ると同時に第２試験槽６の不凍液を加熱すること
ができる。

そして、第２試験槽６の不凍液の温度が10℃に
達したとき、バルブ１０を閉じるとともにバルブ
２０を開くことにより、第１試験槽１の不凍液の
冷却のみを継続する（第２図中領域Ｄ参照）。

以下、前記領域Ｃ及び領域Ｄの動作を所定回数
反復することにより、試験片の凍結・融解試験を
行なうことができる。

尚、以上の場合において、バルブ９，１０，２
０の開閉及び四方切換弁１１の切換作動は、前記
感温素子の出力信号にて制御するものとする。

以上の動作を行なう場合、第１試験槽１と第２
試験槽６とは、逆のサイクルで同一温度範囲内に
おける凍結・融解試験を行なうことができるの
で、同一数量の試験片の凍結・融解試験を行なう
のであれば、各試験槽の容量は、従来例の1/2で
良く、冷凍機の容量もほぼ1/2とすることができ
る。

以上のように本考案は、試験片の凍結・融解試
験を行なう場合に必要な冷凍機の容量をほぼ1/2
とすることができるのみならず、熱量の損失を少
なくすることができ、更には冷媒の凝縮温度が低
いので消費電力を節減することもできる等特有の
すぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の凍結・融解試験装置の構成を
示すブロツク線図、第２図は両試験槽の不凍液の
温度変化を示す図。 １，６……試験槽、２……試験片、３……容
器、４，７……熱交換器、５，８……ポンプ、
９，１０，１４，２０……バルブ、１１……四方
切換弁、１２……冷凍機、１３，１５，１６，１
７，１８……逆止弁、２１……外部熱交換器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 互いに同等の熱容量を有する２基の試験槽にそ
   れぞれ熱交換器を設け、該両熱交換器の各一方の
   管路を、途中にバルブを介して四方切換弁の各１
   次側へ接続すると共に、該四方切換弁の各２次側
   をそれぞれ冷凍機の１次側及び２次側へ接続し、
   該両交換器から前記バルブに通じる両管路間に逆
   止弁とバルブとの直列接続による側路を形成し、
   前記両熱交換器の他方管路を、２個の対向直列逆
   止弁と２個の背向直列逆止弁とによつて並列接続
   し、該２組の直列逆止弁の各隣接点間に膨張弁を
   接続し、該対向直列逆止弁の隣接点と、前記冷凍
   機の２次側との間にバルブを介して外部熱交換器
   を介在接続せしめたことを特徴とする凍結・融解
   試験装置。