JP2004044872A - 冷媒配管洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒配管中から除去された冷凍機油の重量変化を測定することで、過剰洗浄や洗浄不足などの不具合を防止する冷媒配管洗浄装置及び方法を提供する。
【解決手段】冷媒配管の洗浄開始前には、電磁弁１０は開、電磁弁１１は閉としておく。圧縮機２を運転し、洗浄を開始する。洗浄運転を設定された一定時間（例えば１５分とする）経過するまで継続し、一定時間経過後、電磁弁１０を閉とし、ポンプダウン運転を実施する。前記圧力が０ＭＰａＧとなれば、圧縮機２を停止して、ポンプダウン運転を終了させ、電磁弁１１を開とすると、オイルセパレータ７内に溜められた冷凍機油が真空状態の油回収容器１３に溜まる。十分に冷凍機油が溜まった油回収容器１３の重量を重量計１４で計測する。計測された重量を演算装置１５で記憶し、測定された重量が前回測定された重量と同じであれば洗浄完了と判定し、洗浄を終了させる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷媒配管洗浄装置、特にエアコンなどの空調機の交換作業で、冷媒配管を交換することなく再利用するために、冷媒配管の従来からの冷凍機油を除去することなどに利用される洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空調機では、冷媒として各種フロンが用いられていたが、１９７４年に上部成層圏のオゾン層がＣＦＣ系冷媒等のＯＤＳ（オゾン層破壊物質）によって破壊されているおそれが指摘されるようになり、以降、国際レベルでのオゾン層保護へ向けての対応策が進められてきた。
【０００３】
ＣＦＣ系冷媒等の代替え冷媒として用いられてきたＨＣＦＣ系冷媒もオゾン層を破壊する性質を少なからず持っているなどの理由で、国際条約（モントリオール議定書）が制定された。モントリオール議定書は、現在、冷媒等に用いられているＨＣＦＣ系冷媒などのＯＤＳを２００４年度より規制し、２０２０年までには全廃すること、また、その代替物質としてオゾン層を破壊しない新冷媒を用いる主旨を示したものである。前記議定書に基づく国内法（特定物質の規制等によるオゾン層の保護に関する法律）も制定され、国際レベルでオゾン層を破壊しない新冷媒に早期に切替えていく必要に迫られている。
【０００４】
そのような背景を受け、新冷媒を用いたエアコン等の空調機も次々に開発され、世に提供されるようになった。当然に、従来冷媒の空調機を新冷媒の空調機に変えなければならないが、新冷媒を用いた空調機への交換作業で困難となるのが冷媒配管、例えば空調機の室内機と室外機を連結する配管などの取り扱いである。
【０００５】
通常、空調機は室外機、室内機及びこれらの間を接続する冷媒配管は、長大であるものも少なくなく、新しい配管と取り替えることとなると、大きな労力を要するだけでなく、コストもかかる。
【０００６】
従って、冷媒配管の再利用が望ましい形であるが、再利用に際しては、冷媒配管中の従来冷媒と、空調機の圧縮機等の摩耗防止用として封入されている冷凍機油（例えば鉱油）を除去せねばならない。除去を行わないと従来の冷媒を用いた空調機の在留冷凍機油が、新冷媒を用いた空調機の冷凍機油と混合し、新しく設置した空調機に不具合を生じさせるおそれがある。
【０００７】
そこで、冷媒配管の再利用に際し、完全に冷媒配管中の冷凍機油を除去するために、専用の冷媒配管洗浄装置を使用することとしていた。
【０００８】
図３は既設の冷媒配管を洗浄するために、従来の冷媒配管洗浄装置を接続した図である。
【０００９】
気体冷媒は、冷媒洗浄装置内の圧縮機２で高温圧縮状態となり、オイルセパレータ７に至り、オイルセパレータ７内の液体冷媒と配管を隔てて熱交換した後、凝縮器３に至り、凝縮器３で圧縮された冷媒は凝縮され、液溜め４で液体冷媒として溜められる。
【００１０】
液溜め４中に蓄えられた液体冷媒は、洗浄の対象となる冷媒配管５及び分離した２本の冷媒配管を接続するバイパス用冷媒配管６に流し込まれ、冷媒配管中の残留する冷凍機油を共洗い方式で洗浄した後、再び冷媒配管洗浄装置内に流入する。
【００１１】
冷媒配管洗浄装置中に再度、流入した液体冷媒はオイルセパレータ７に至り、前述の圧縮機２で高温圧縮された気体冷媒から熱を奪うことで熱交換し、再び気化し、ストレーナ８でゴミなどの異物を取り除かれ、再度、圧縮機２へと至り高温圧縮される。オイルセパレータ７に溜められた冷凍機油は冷媒配管洗浄装置停止後、油抜出口９から回収される。
【００１２】
上記のように構成された機器において、洗浄運転を開始すると圧縮機２から吐出された冷媒は、オイルセパレータ７内の冷媒と熱交換した後、凝縮器３で凝縮され、液溜め４に一旦溜まる。液溜め４の液冷媒は既設の冷媒配管５を通過中に既設の冷媒配管５に残留する冷凍機油と共に流れ、オイルセパレータ７に達する。
【００１３】
オイルセパレータ７では、圧縮機２から吐出された高温の冷媒熱により、既設の冷媒配管５を通過した液冷媒は蒸発し、ストレーナ８を通過した後、圧縮機２に吸入される。このため、オイルセパレータ７には既設の冷媒配管５に残留した冷凍機油のみが溜まることとなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記、従来技術の洗浄方法では、冷凍機油が除去できたか否かを冷媒配管の実際の洗浄状況により判定するのが困難であり、従来からの経験則に基づく概略の運転時間の洗浄において、洗浄完了時を判断するしか方法がなかった。
【００１５】
冷媒配管によっては、洗浄完了までの運転時間を予測して設定しても、実際は配管が短いことや、冷凍機油が配管表面からとれやすく回収が容易であったりすれば、洗浄の無駄な時間を要してしまうし、逆に配管が複雑に入り組んでいるなどで長かったり、冷凍機油が配管中の複雑な回路部分等や吸着しやすい配管表面にこびりついていたとすれば洗浄が足りないことになり、新冷媒の冷凍機油と混合して、新たに設置される空調機に不具合を生じさせるおそれがある。冷媒配管は容易に確認できない機器中に依存する部分も非常に大きく、長さやその配管状態を判定するのは困難であり、よって洗浄完了時間の予測との間にタイムラグが少なからず生じてしまうのが必然である。
【００１６】
従って、冷凍機油の回収の程度を連続的に測定し、その結果をもって冷凍機油を回収するシステムを考えればよいことになる。しかし、図３の装置を参照すれば理解できるように、冷媒洗浄装置を起動させたままオイルセパレータ７内に溜められた冷凍機油を一定時間ごとに採取するのは冷凍機油が冷媒と共に混入されており、不可能であるし、装置を冷凍機油の回収量の検知だけに停止させるのは非効率である。
【００１７】
本発明は上記従来の課題に鑑み、なされたものであり、その目的は、冷媒配管中の冷凍機油の洗浄完了を自動判定して、無駄な洗浄作業や洗浄不完全による、空調機の不具合を防止できる冷媒配管洗浄装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、空調機に使用される冷媒配管中の冷凍機油を除去する為、空調機から切り離された冷媒配管に接続され、冷媒によって配管洗浄を行う冷媒配管洗浄装置であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒を凝縮して配管内に送り込み、凝縮冷媒により配管を洗浄する凝縮器と、冷媒配管洗浄により、冷媒と共に回収された冷凍機油を冷媒から分離するオイルセパレータと、冷媒配管中から回収された冷凍機油の重量変化を自動計測する計測器と、重量変化が所定値以下になったときに冷媒配管の洗浄完了を自動判定する判定装置とを含むことを特徴とする。
【００１９】
また、上記冷媒配管洗浄装置は、冷媒配管洗浄装置内に設置され、配管からオイルセパレータへ供給される冷媒の流量を調整する電磁弁を含み、前記圧縮機はオイルセパレータに接続され、前記電磁弁が閉じられた状態でオイルセパレータ内の圧力を低下させて、冷媒を気化させることを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明は空調機に使用される冷媒配管中の冷凍機油を除去する為、空調機から切り離された冷媒配管に接続し、冷媒によって配管洗浄を行う冷媒配管洗浄方法であって、冷媒を圧縮する手段と、圧縮された冷媒を凝縮して配管内に送り込み、凝縮冷媒により配管を洗浄する手段と、冷媒配管洗浄により冷媒と共に回収された冷凍機油を冷媒から分離する手段と、冷媒配管中から回収された冷凍機油の重量変化を自動計測する手段と、重量変化が所定値以下になったときに冷媒配管の洗浄完了を自動判定する手段とを含むことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について図面に基づいて説明する。尚、本実施形態は本発明の実施に関しての好ましい一例であって、本実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
図１には本発明に係る冷媒配管洗浄装置１の構成が示される。
【００２３】
気体冷媒は、冷媒洗浄装置内の圧縮機２で高温圧縮状態となり、オイルセパレータ７に至り、オイルセパレータ７内の液体冷媒と配管を隔てて熱交換した後、凝縮器３に至り、凝縮器３で圧縮された冷媒は凝縮され、液溜め４で液体冷媒として溜められる。
【００２４】
液溜め４中に蓄えられた液体冷媒は、洗浄の対象となる冷媒配管５及び分離した２本の冷媒配管を接続するバイパス用冷媒配管６に流し込まれ、冷媒配管中の残留する冷凍機油を共洗い方式で洗浄した後、再び冷媒配管洗浄装置内に流入する。
【００２５】
冷媒配管洗浄装置中に再度、流入した液体冷媒はオイルセパレータ７に至り、前述の圧縮機２で高温圧縮された気体冷媒から熱を奪うことで熱交換し、再び気化し、ストレーナ８でゴミなどの異物を取り除かれ、再度、圧縮機２へと至り高温圧縮される。
【００２６】
一方、洗浄の結果、液体冷媒とオイルセパレータ７内に集められた冷凍機油は、冷媒配管からオイルセパレータ７への冷媒の流入を制御する電磁弁１０と、オイルセパレータ７内を減圧する圧縮機２及びオイルセパレータ７内の圧力を検知する圧力センサ１２を主として用いたオイルセパレータ７内の圧力調整機構と前述の熱交換機構により、冷媒から分離される。
【００２７】
分離されたオイルセパレータ７内の冷凍機油は、電磁弁１１を通じて真空状態の油回収容器１３へと回収され、その重量は重量計１４により計測され、演算装置１５は計測された重量変化の結果から洗浄完了の可否を自動判定する。
【００２８】
前記図１において、液体冷媒による共洗い方式で冷媒配管を洗浄する際、液体冷媒と冷凍機油がオイルセパレータ７内で混合してしまうため、冷媒と冷凍機油の分離機構が必要となる。その分離に関する第一の方法では、オイルセパレータ７内の前記熱交換による液体冷媒のみが気化することを利用しており、前記従来技術として示した図３と同様である。しかし、この第一の方法のみを用いた前記従来技術では、十分に冷媒と冷凍機油を分離することは難しく、従って、完全に分離するためには一度、完全に冷媒配管洗浄装置を停止させ、冷媒を完全に回収してからでなければ、冷凍機油を回収することはできない。よって本発明が提供する一定時間ごとに回収された冷凍機油の重量変化から洗浄完了を判定する方法を実現するのは非常に効率が悪い。従って本発明では、冷媒と冷凍機油を十分に分離させる方法として、第一の方法と共に、主として圧力調整機構を用いる第二の方法を提供し、その第二の方法の圧力調整機構による分離方法を図２のフローチャートに基づいて以下説明する。
【００２９】
冷媒配管の洗浄開始前には、電磁弁１０は開、電磁弁１１は閉としておく（Ｓ１）。この状態で圧縮機２を運転し、洗浄を開始する（Ｓ２）。洗浄運転を設定された一定時間（例えば１５分とする）経過するまで継続し、一定時間経過後（Ｓ３）、電磁弁１０を閉とし、ポンプダウン運転を実施する（Ｓ４）。この状態ではオイルセパレータ７内に冷媒が流入することがなくなり、かつ圧縮機２にてオイルセパレータ７内の冷媒が吸引されるので、徐々にオイルセパレータ７内の圧力が低下する。前記圧力は圧力センサ１２により検知し、前記圧力がゲージ圧で０ＭＰａＧになるまで、オイルセパレータ７内の減圧を続ける。その結果、オイルセパレータ７内部から、蒸気圧の高い冷媒は除去され、蒸気圧の低い冷凍機油が残ることとなる。前記圧力が０ＭＰａＧとなれば（Ｓ５）、圧縮機２を停止して、ポンプダウン運転を終了させる（Ｓ６）。
【００３０】
以上により、十分に冷媒から冷凍機油が分離され、完全に冷媒配管洗浄装置を停止させることなく、設定された一定時間ごとにオイルセパレータ７内の冷凍機油のみを効率的に回収することが可能となる。
【００３１】
第二の方法で圧力調整機構を利用する冷媒と冷凍機油の分離方法は、圧縮機２を圧縮と真空ポンプと両用途とし、冷媒からの冷凍機油の分離を可能としたものであり、本発明の冷媒配管洗浄装置以外、他に特段の外部機器等が必要ないという利点を有する。従って、冷媒配管洗浄装置以外の外部機器を必要とせず、高層建築物などの地形的不便な環境においての冷媒配管洗浄が容易となる。
【００３２】
第二の方法の実施により、一定時間ごとの効率的な冷凍機油の回収が可能となったことにより、一定時間ごとに回収された冷凍機油の重量変化により、洗浄完了を自動判定し、冷媒配管の過剰洗浄や洗浄不足を防止することができる。以下、回収された冷凍機油の重量変化に基づいて洗浄完了を自動判定する方法を図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００３３】
ポンプダウン運転終了後（Ｓ６）、オイルセパレータ７に溜められている冷凍機油を回収するために、電磁弁１１を開とすると（Ｓ７）、オイルセパレータ７内の冷媒から分離された冷凍機油が真空状態の油回収容器１３に溜まる。十分に冷凍機油が溜まった油回収容器１３の重量を重量計１４で計測する（Ｓ８）。計測された重量を演算装置１５で記憶し（Ｓ９）、測定された重量が前回測定された重量と同じであるかを判定し（Ｓ１０）、重量が前回の測定された重量より上回り、同じでなければ洗浄開始前の状態に戻り、再度、洗浄運転を実施する。測定された重量が前回の測定された重量と同じであれば洗浄完了と判定して（Ｓ１１）、洗浄を終了させる。
【００３４】
以上、説明されたように本発明の冷媒配管洗浄装置および冷媒配管洗浄方法により、機器中などで複雑な形状を有し、配管状況を把握することが困難である冷媒配管の洗浄完了を、洗浄によって実際に回収された冷凍機油の重量変化に基づいて自動判定するため、適切に洗浄完了時を判定できる。従って、過剰洗浄や洗浄不足による設置された空調機への不具合を防止することが可能となる。
【００３５】
上記自動判定方法を重量変化以外の判定手段に変えられることは、当業者が容易に考えることができるものである。例えば、体積量変化などに基づく物理的方法、光の屈折率などに基づく光学的測定方法、誘電率、導電率などに基づく電気物性的方法、クロマトグラフ法などに基づく化学的方法を含んでもよい。
【００３６】
また、本発明は空調機の取替え以外にも使用され、よって使用される冷媒は新冷媒などの冷媒の種類に限定されないことは当然に理解されるべきである。例えば旧冷媒の空調機のメンテナンスに際し、冷媒配管を旧冷媒で洗浄するような利用も可能である。旧冷媒の空調機から新冷媒の空調機への移行作業が積極的に推し進められるのが理想的であるが、実際は、新冷媒への完全移行までには、長い期間があり、当然このような利用も考えられる。
【００３７】
さらに故障などにより使用不可又は老朽化した空調機を取り外す際などにおいて、空調機の配管中などに残留している冷媒等の除去に本発明を応用してもよい。
さらに本発明は空調機の冷媒配管洗浄に限定されるものではない。同様の配管を洗浄することに係る場合、例えば冷蔵庫等の冷凍機器においての配管洗浄にも用いてもよい。
【００３８】
また、本発明は、冷凍機油の除去以外においても、冷媒配管を使用する上で、支障となる冷媒配管中の付着物などの異物除去に用いてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明されるように、冷媒洗浄装置の構造を活かした圧力調整機構によって冷媒と冷凍機油の十分な分離が可能となり、洗浄により除去された冷凍機油の設定された一定時間ごとの重量変化に基づいて洗浄完了時を自動判定する方法が可能となった。従って、本発明の冷媒配管洗浄装置及び冷媒配管洗浄方法により、長さやその配管状態を判定するのが困難である場合が多い、空調機等の冷媒配管の過剰洗浄や洗浄不足などの不具合を防止することが可能となった。
【００４０】
また、本発明は、新冷媒への移動が推進されていることに鑑みても、当業者の間では最重要テーマの１つであり、産業の発達に寄与することが疑いないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷媒配管洗浄装置の一具体例を示す全体構成図である。
【図２】図１の動作を説明したフローチャートである。
【図３】従来の冷媒配管洗浄装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１　冷媒配管洗浄装置、２　圧縮機、３　凝縮器、４　液溜め、５　冷媒配管、　６　バイパス用冷媒配管、７　オイルセパレータ、８　ストレーナ、９　油抜出口、１０　電磁弁、１１　電磁弁、１２　圧力センサ、１３　油回収容器、１４　重量計、１５　演算装置。

Claims (3)

1. 空調機に使用される冷媒配管中の冷凍機油を除去する為、空調機から切り離された冷媒配管に接続され、冷媒によって配管洗浄を行う冷媒配管洗浄装置であって、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、
   圧縮された冷媒を凝縮して配管内に送り込み、凝縮冷媒により配管を洗浄する凝縮器と、
   冷媒配管洗浄により、冷媒と共に回収された冷凍機油を冷媒から分離するオイルセパレータと、
   冷媒配管中から回収された冷凍機油の重量変化を自動計測する計測器と、
   重量変化が所定値以下になったときに冷媒配管の洗浄完了を自動判定する判定装置とを含むことを特徴とする冷媒配管洗浄装置。
2. 空調機に使用される冷媒配管中の冷凍機油を除去する為、空調機から切り離された冷媒配管に接続し、冷媒によって配管洗浄を行う冷媒配管洗浄方法であって、
   冷媒を圧縮する手段と、
   圧縮された冷媒を凝縮して配管内に送り込み、凝縮冷媒により配管を洗浄する手段と、
   冷媒配管洗浄により冷媒と共に回収された冷凍機油を冷媒から分離する手段と、
   冷媒配管中から回収された冷凍機油の重量変化を自動計測する手段と、
   重量変化が所定値以下になったときに冷媒配管の洗浄完了を自動判定する手段とを含むことを特徴とする冷媒配管洗浄方法。
3. 冷媒配管洗浄装置内に設置され、配管からオイルセパレータへ供給される冷媒の流量を調整する電磁弁を含み、
   前記圧縮機はオイルセパレータに接続され、前記電磁弁が閉じられた状態でオイルセパレータ内の圧力を低下させて、冷媒を気化させることを特徴とする請求項１に記載される冷媒配管洗浄装置。

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