JP2000274891A - 冷媒充填方法 - Google Patents

冷媒充填方法

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JP2000274891A
JP2000274891A JP11079245A JP7924599A JP2000274891A JP 2000274891 A JP2000274891 A JP 2000274891A JP 11079245 A JP11079245 A JP 11079245A JP 7924599 A JP7924599 A JP 7924599A JP 2000274891 A JP2000274891 A JP 2000274891A
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refrigerant
refrigeration cycle
charging
tank
subcooler
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JP11079245A
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Takahito Oe
隆仁 大江
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストな冷媒充填方法を提供すること。 【解決手段】 冷凍サイクル1の高圧配管8Aに設けら
れた虫バルブ10に空のタンク14を接続し、冷媒圧縮
機2を回転させて冷凍サイクル1の低圧側よりガス冷媒
を充填する。タンク14は、予め定められた過冷却度に
対応する冷媒量を貯留できる容量を有している。その
後、サイトグラス9で泡消えが確認された時点で冷媒の
充填を停止する。この時、高圧配管8Aに接続されたタ
ンク14内は、過冷却度0度の液冷媒で満たされてい
る。冷媒の充填を停止した後、冷媒圧縮機2の運転を停
止すると、高圧冷媒の一部が低圧側へ流れ込むことによ
り冷凍サイクル1内の高圧圧力が低下する。この高圧圧
力の低下に伴って、タンク14内に貯留された液冷媒が
重力によってサイクル1内へ流れ込む。タンク14内の
液冷媒が全てサイクル1内へ流れ込んだ後、タンク14
を取り外して冷媒の充填を完了する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクル内へ
冷媒を充填する方法であり、特に予め定められた過冷却
度に対応する所定の冷媒量を充填できる冷媒充填方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、膨張弁入口側の冷媒が予め定
められた過冷却度を持つことのできるサブクールサイク
ルがある。しかし、例えば自動車用空調装置に用いられ
る冷凍サイクルでは、冷媒配管の一部であるゴムホース
等から年間に数グラム程度の冷媒漏れを生じている。従
って、冷媒の過冷却度を保持するためには、漏れ出た冷
媒量分だけ冷凍サイクル内へ冷媒を補充する必要が生じ
る。ここで、膨張弁入口側の冷媒に予め定められた過冷
却度を持たせることができる適正量の冷媒をサイクル内
へ充填するためには、先ずサイクル内の冷媒を全て排出
した後、新たに適正量の冷媒を充填する方法がある。し
かし、この方法では作業性が悪いため、サイクル内の冷
媒を排出することなく適正量の冷媒を充填する方法が知
られている。
【0003】上記の冷媒充填方法を図2を用いて簡単に
説明する。なお、図2に示す冷凍サイクル100は、冷
媒圧縮機110、冷媒凝縮器120、レシーバ130、
サブクーラ140、膨張弁150、冷媒蒸発器160の
各機能部品を冷媒配管170により環状に接続して構成
されている。 a)冷媒ボンベ180と冷凍サイクル100に設けられ
た低圧側の虫バルブ190とをホース200により接続
する。 b)冷媒圧縮機110を回した状態でホース200に介
在されたバルブ210を開く。この時、冷媒ボンベ18
0の内圧の方がサイクル100内の低圧より高いため、
冷媒ボンベ180に充填されている冷媒がホース200
を介してサイクル100内へ流入する。
【0004】c)その後、サブクーラ140の下流に設
けられたサイトグラス220で泡消え(過冷却度0度の
状態)を確認して、一旦バルブ210を閉じる。 d)次に、所定量(予め定められた過冷却度を持たせる
ことができる量)の冷媒が充填されたサービス缶を冷媒
ボンベ180と取り替えてホース200に接続する。
e)再度バルブ210を開いて、サービス缶に充填され
ている冷媒をサイクル100内へ補充する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の冷媒
充填方法では、その都度サービス缶を必要とし、このサ
ービス缶が廃棄物となるため、廃棄処理に掛かるコスト
を要する。また、サービス缶を使用する代わりに、サイ
トグラス220で泡消えを確認した後、冷媒ボンベ18
0から継続して冷媒を補充することも可能であるが、こ
の場合、重量計によって冷媒の充填重量を測定する必要
がある。この方法では、サイトグラス220で泡消えを
確認してから予め定められた過冷却度を得るために補充
する冷媒量にバラツキが生じるため、正確性に欠ける。
また、冷媒ボンベ180の重量を測定するための大きな
重量計を必要とするため、設備費に掛かるコストが大き
くなるといった問題がある。本発明は、上記事情に基づ
いて成されたもので、その目的は、低コストな冷媒充填
方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】(請求項1の手段)タン
クを空の状態で、冷凍サイクル内の冷媒液面より高い位
置に配置して冷媒配管に接続し、冷凍サイクルの低圧側
より冷媒の充填を開始して、サブクーラより流出する冷
媒が気液二相状態から液相状態に変化したことを冷媒状
態判定手段で判定して冷媒の充填を停止し、その後、冷
媒の充填中にタンク内に貯留された液冷媒が重力により
冷凍サイクル内へ流れ込むことにより、冷凍サイクル内
への冷媒の充填を完了する。この方法によれば、冷媒の
充填が完了した後、冷媒配管から取り外したタンクを廃
棄する必要がなく、何度でも繰り返し使用することがで
きる。また、予め定められた過冷却度に対応する冷媒量
を貯留できるタンクを使用することにより、補充する冷
媒量を計測する必要がなく、冷媒充填量のバラツキを小
さくできる。
【0007】(請求項2の手段)サブクーラは、冷媒圧
縮機で圧縮されたガス冷媒を冷却して液化する冷媒凝縮
器と一体化して一つの熱交換器として構成されている。
つまり、必ずしもサブクーラを冷媒凝縮器と別体で設け
る必要はなく、冷媒凝縮器とサブクーラとを一体化した
一つの熱交換器とし、その熱交換器の出口で冷媒が予め
定められた過冷却度を持つように構成しても良い。
【0008】(請求項3の手段)冷媒状態判定手段は、
サブクーラと膨張弁とを結ぶ冷媒配管に設けられたサイ
トグラスである。この場合、サイトグラスによって冷媒
の状態を観察(目視)できるので、サブクーラより流出
する冷媒が気液二相状態から液相状態に変化したことを
容易に判定できる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は冷凍サイクル1内への冷媒充
填方法を示すシステム図である。冷凍サイクル1は、例
えばカーエアコンに用いられるもので、冷媒圧縮機2、
冷媒凝縮器3、レシーバ4、サブクーラ5、膨張弁6、
冷媒蒸発器7の各機能部品を冷媒配管8(8A、8B)
により環状に接続して構成されている。この冷凍サイク
ル1を構成する各機能部品は、極めて周知の構成を有す
るものであり、ここでの説明は省略する。但し、サブク
ーラ5は、冷凍サイクル1内に適正量の冷媒が封入され
ている状態で、膨張弁6へ流入する冷媒(サブクーラ5
で冷却された冷媒)に予め定められた過冷却度を持たせ
ることができる。
【0010】上記の冷凍サイクル1には、サブクーラ5
と膨張弁6とを連結する高圧側の冷媒配管8(以下高圧
配管8Aと言う)に冷媒の状態を観察できるサイトグラ
ス9が設けられている。また、高圧配管8Aには、サイ
トグラス9の下流に虫バルブ10が設けられ、低圧側の
冷媒配管8(以下低圧配管8Bと言う)には、冷媒蒸発
器7と冷媒圧縮機2との間に虫バルブ11が設けられて
いる。これらの虫バルブ10、11は、周知の構成を有
する開閉弁で、通常は閉じているが、図示しないジョイ
ントを接続することで虫バルブ10、11を開くことが
できる。
【0011】次に、上記の冷凍サイクル1内へ冷媒を充
填する方法について図1を参照しながら説明する。a)
まず、冷凍サイクル1の低圧配管8Bに設けられた虫バ
ルブ11に冷媒ボンベ12に具備されたホース13を接
続し、且つ高圧配管8Aに設けられた虫バルブ10に空
のタンク14を接続する。なお、冷媒ボンベ12は、内
部にガス冷媒を貯留し、ホース13に介在されたバルブ
15を閉じた状態で内圧0.4MPa以上に保たれてい
る。
【0012】タンク14は、前述の予め定められた過冷
却度に対応する冷媒量(例えば100g)を貯留できる
容量を有し、虫バルブ10に接続した際に虫バルブ10
を開くためのジョイントを具備している。また、タンク
14は、タンク14内に貯留された液冷媒が重力の作用
によって冷凍サイクル1内へ流れ込むことができるよう
に、虫バルブ10に接続された状態で冷凍サイクル1内
の冷媒液面より高い位置に配置される(図1参照)。な
お、タンク14には、内部の冷媒液面を外側から確認で
きる窓(図示しない)が設けられている。
【0013】b)次に、冷媒圧縮機2を回転させてバル
ブ15を開く。ここでは、冷媒圧縮機2の回転によって
冷媒圧縮機2から膨張弁6までの高圧側圧力が1.2〜
1.6MPa、膨張弁6から冷媒圧縮機2までの低圧側
圧力が0.2〜0.3MPaとなる。この状態でバルブ
15を開くと、冷凍サイクル1の低圧側圧力より冷媒ボ
ンベ12の内圧の方が高いため、その差圧によって冷媒
ボンベ12からホース13を通じて冷凍サイクル1内へ
ガス冷媒が流れ込む。
【0014】c)その後、サイトグラス9で冷媒の状態
を観察し、泡消え(気液二相状態から液相状態に変わ
る)が確認された時点でバルブ15を閉じて冷媒の充填
を停止する。このサイトグラス9で泡消えが確認された
時、冷凍サイクル1内は、図1に示す冷媒分布状態でバ
ランスしている。つまり、膨張弁6へ流入する冷媒は、
サブクーラ5で略過冷却度0度まで冷却されている。従
って、高圧配管8Aに接続されたタンク14内は、過冷
却度0度の液冷媒で満たされている。
【0015】d)バルブ15を閉じた後、冷媒圧縮機2
の運転を停止すると、高圧側の冷媒は、一部が膨張弁6
を通って低圧側へ流れ込み、また冷媒圧縮機2を逆流し
て低圧側へ流れ込むことにより、冷凍サイクル1内の高
圧圧力が低下する。この高圧圧力の低下に伴って、タン
ク14内に貯留された所定量の液冷媒が重力によってサ
イクル1内へ流れ込む。タンク14内の液冷媒が全てサ
イクル1内へ流れ込んだ後、タンク14を取り外して冷
媒の充填を完了する。以上により、冷凍サイクル1内に
適正量の冷媒が封入され、サブクーラ5で冷却された冷
媒が予め定められた過冷却度を持つことができる。
【0016】(本実施形態の効果)本発明の冷媒充填方
法では、サイクル1内への冷媒の充填が完了した後、虫
バルブ10から取り外したタンク14を廃棄する必要が
なく、何度でも繰り返し使用することができる。その結
果、従来技術で説明したようなサービス缶の廃棄処理に
掛かるコストが不要となり、低コストで冷媒の充填を行
うことができる。また、冷凍サイクル1によって予め定
められた過冷却度に対応する冷媒量を貯留できるタンク
容量とすることにより、サイトグラス9で泡消えを確認
した後、補充する冷媒量を計測する必要がないので、冷
媒充填量のバラツキを小さくできる。
【0017】なお、図1に示す実施形態では、レシーバ
4の下流にサブクーラ5を設けることにより、冷媒凝縮
器3とサブクーラ5とを別体で構成しているが、冷媒凝
縮器3とサブクーラ5とを一体化して一つの熱交換器と
して構成しても良い。この場合、熱交換器の出口で冷媒
が予め定められた過冷却度を持つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷媒充填方法を示すシステム図であ
る。
【図2】従来の冷媒充填方法を示すシステム図である。
【符号の説明】
1 冷凍サイクル 2 冷媒圧縮機 3 冷媒凝縮器 5 サブクーラ 6 膨張弁 8 冷媒配管 9 サイトグラス(冷媒状態判定手段) 14 タンク

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】膨張弁へ流入する冷媒に予め定められた過
    冷却度を持たせることができるサブクーラを具備した冷
    凍サイクルと、 前記サブクーラより流出する冷媒の状態を判定できる冷
    媒状態判定手段と、 予め定められた過冷却度に対応する所定量の液冷媒を貯
    留することができ、前記サブクーラと膨張弁とを結ぶ冷
    媒配管に着脱可能なタンクとを備え、 前記冷凍サイクル内へ冷媒を補充する冷媒充填方法であ
    って、 前記タンクを空の状態で、前記冷凍サイクル内の冷媒液
    面より高い位置に配置して前記冷媒配管に接続し、前記
    冷凍サイクルの低圧側より冷媒の充填を開始して、前記
    サブクーラより流出する冷媒が気液二相状態から液相状
    態に変化したことを前記冷媒状態判定手段で判定して冷
    媒の充填を停止し、その後、冷媒の充填中に前記タンク
    内に貯留された液冷媒が重力により前記冷凍サイクル内
    へ流れ込むことにより、前記冷凍サイクル内への冷媒の
    充填を完了する冷媒充填方法。
  2. 【請求項2】前記サブクーラは、冷媒圧縮機で圧縮され
    たガス冷媒を冷却して液化する冷媒凝縮器と一体化して
    一つの熱交換器として構成されていることを特徴とする
    請求項1に記載した冷媒充填方法。
  3. 【請求項3】前記冷媒状態判定手段は、前記サブクーラ
    と膨張弁とを結ぶ冷媒配管に設けられたサイトグラスで
    あることを特徴とする請求項1及び2に記載した冷媒充
    填方法。
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