JP2000274891A

JP2000274891A - 冷媒充填方法

Info

Publication number: JP2000274891A
Application number: JP11079245A
Authority: JP
Inventors: Takahito Oe; 隆仁大江
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-06

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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。