JP2008241196A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく既設配管を再利用することのできる冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】圧縮機１と、熱源機側熱交換器３と、膨張装置４，９ａ，９ｂと、利用側熱交換器１０ａ，１０ｂとを、液冷媒配管７及びガス冷媒配管１２で接続して冷凍サイクル装置を形成する。そして、ガス冷媒配管１２にストレーナ１４ａを設けるとともに、液冷媒配管７にレシーバ５を設け、レシーバ５内に、液冷媒の上流側及び下流側の配管５１，５２の各開口部が設けられるとともに、各開口部に空間６２を画成し、かつ冷媒配管から吐出される異なる補捉対象物をそれぞれ捕捉する２つのフィルタ５３，５４を有するフィルタ装置を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に係り、特に、固形異物及び液状不純物が残留した既設配管を再利用するのに好適な冷凍サイクル装置に関する。

圧縮機と、熱源機側熱交換器と、膨張装置と、利用側熱交換器とを、液冷媒配管及びガス冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成する冷凍サイクル装置として、例えば空気調和機が知られている。

空気調和機では、環境問題への対応などにより、冷媒としてＣＦＣ系冷媒又はＨＣＦＣ系冷媒などを使用し、冷凍機油として鉱油などを使用する従来の空気調和機（以下、旧機という）から、鉱油などとは相溶性のないＨＦＣ系冷媒と、ＨＦＣ系冷媒用の冷凍機油を使用する新しい空気調和機（以下、新機という）へ交換する需要が高まっている。この交換の際、旧機の室内機と室外機とを接続していた既設の冷媒配管を再利用することが行われている。

ところが、再利用される接続配管の内部には、新機に使用したＨＦＣ系冷媒とは不溶、又は弱溶解成分である旧機に封入された冷凍機油（鉱油、アルキルベンゼンなど）、冷凍機油の酸化劣化反応物、塩素系化合物などの汚染物質（液状の不純物）が残留する場合がある。

さらに、旧機に搭載された冷媒圧縮機の摺動部にて著しい摩耗が生じた場合、多量の摩耗粉起因の固形異物が発生し、ガス冷媒及び冷凍機油と共に冷媒圧縮機外に吐出され、再利用される接続配管内に残留する。

このような不純物及び固形異物に対して何も対策を施さず既設配管を再利用すると、不純物による新機内の冷凍機油の劣化や、固形異物が新機に搭載した冷媒圧縮機に混入することによる冷媒圧縮機の摺動部の摩耗の促進などにより、空気調和機の信頼性を著しく損なうおそれがある。
このうち、新機内の冷凍機油の劣化に対しては、真空引き時に配管内に新機内と同じ冷凍機油を封入して、新機内の冷凍機油に対する接続配管内に残留した不純物の濃度を許容値以下に設定する施工方法が、例えば特許文献１に記載されている。また、接続配管を利用するに際して、接続配管内に残留した不純物を回収する洗浄運転を実施することが、例えば特許文献２に記載されている。

また、固形異物による新機の冷媒圧縮機の摺動部摩耗に対しては、多量の固形異物が冷媒圧縮機に流入しないようにストレーナなどを新機熱源側ユニットと接続配管との間に設置することが知られている。ここで使用するストレーナとしては、例えば特許文献３に記載されているものがある。

特開２００３−４２６０３号公報 特開２０００−９３６８号公報 特開２００２−２２４５１３号公報

しかしながら、これらの従来技術では、効率よく既設配管を再利用することについて考慮がなされているとはいえない。

すなわち、例えば不純物の濃度を許容値以下に設定するための冷凍機油封入作業の追加、あるいは洗浄運転の作業の追加などによってリニューアル工事の時間が長くなることが考えられる。

そこで、本発明は、効率よく既設配管を再利用することのできる冷凍サイクル装置を提供すること課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、熱源機側熱交換器と、膨張装置と、利用側熱交換器とを、液冷媒配管及びガス冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成している。そして、ガス冷媒配管にストレーナを設けるとともに、液冷媒配管に容器を設ける。さらに、容器内には、液冷媒の上流側及び下流側の配管の各開口部を設けるとともに、各開口部に空間を画成し、かつ冷媒配管から吐出される異なる補捉対象物をそれぞれ捕捉する２つのフィルタを有するフィルタ装置を設けることを特徴とする。

この場合、冷媒配管から吐出される異なる補捉対象物は、冷媒とともに冷媒サイクルを循環する固形異物と、冷媒に対して不溶解あるいは弱溶解の少なくとも一方である液状不純物とすることができる。

これによれば、冷媒とともに流れる固形異物は、ガス冷媒の流路に設けられたストレーナ、及び液冷媒の流路に設けられた一方のフィルタによって捕捉されるので、冷暖房で冷媒の流れ方向が変わったとしても圧縮機に流入するのを抑制することができる。また、冷媒とは不溶、又は弱溶解成分である旧機に封入された冷凍機油などの液状不純物は、液冷媒の流路に設けられた他方のフィルタによって捕捉されるので、新機内の冷凍機油の劣化を抑制することができる。したがって、既設配管を再利用するに際して、冷凍機油封入作業の追加、あるいは洗浄運転の作業の追加などが不要であり、効率よく既設配管を再利用することができる。

また、膨張装置を、第１膨張装置と第２膨張装置で構成し、容器を、第１膨張装置と第２膨張装置との間に設けられ液冷媒を貯留するレシーバとすることができる。

さらに、２つのフィルタを、上段に液状不純物を捕捉するフィルタ、下段に固形異物を捕捉するフィルタという、上下二段で構成するとともに、冷媒配管の各開口部の空間を、固形異物を捕捉するフィルタで画成することが望ましい。

鉱油などの液状不純物は、液冷媒に対してほとんど不溶であるので液冷媒と分離し、かつ液冷媒に対して比重が小さいため、より上方へ移動する。したがって、レシーバに貯留された液冷媒中で上段側に液状不純物を捕捉するフィルタを設けることで、効率よく液状不純物を捕捉することができる。また、下段側のフィルタによって冷媒配管の各開口部の空間が画成されているので、固形異物は、冷媒配管から吐出されると、すぐにこのフィルタに捕捉される。

加えて、このような構成によれば、上段側のフィルタが設けられている箇所は、液冷媒の流速が比較的緩やかであるので、一旦捕捉された液状不純物が再び冷媒の流れに伴って流出するのを抑制することができる。

また、フィルタ装置は、レシーバ内に、レシーバの内壁面と所定間隔を有して設けることが望ましい。これは、レシーバ及びレシーバ内のフィルタ装置を製造する過程で、溶接などによりレシーバの壁面温度が高温になり、フィルタの耐久温度を超えてフィルタが溶融するなどの不具合の発生を抑制するためである。

また、固形異物を捕捉するフィルタを、ＨＦＣ冷凍機油が通過可能で、かつ数μｍ以上の固形異物を捕捉可能なメッシュ数を有する繊維性の材料で形成し、液状不純物を捕捉するフィルタを、ＨＦＣ冷凍機油が通過可能で、かつ鉱油を捕捉可能なメッシュ数を有する繊維性の材料で形成することができる。

また、液状不純物を捕捉するフィルタと固形異物を捕捉するフィルタを、ポリエステル製の繊維性材料で形成し、かつ液状不純物を捕捉するフィルタより固形異物を捕捉するフィルタの密度を大きく形成することができる。

また、ストレーナを、利用側熱交換器と圧縮機との間に設け、ストレーナのスクリーンを、数μｍ以上の固形物を捕捉可能なＳＵＳで形成することができる。

また、圧縮機の始動時及び停止時の少なくとも一方のときに、第１膨張装置及び第２膨張装置のいずれか一方を全閉あるいは微小開度とする制御を組み込むことにより、レシーバ内に液冷媒を回収して、より確実に液状不純物を捕捉することができる。

本発明によれば、効率よく既設配管を再利用することのできる冷凍サイクル装置を提供することができる。

以下、本発明を適用してなる冷凍サイクル装置の実施形態を図１〜図５を用いて説明する。なお、以下の説明では空気調和機を一例として説明するが、これに限らず、本発明は、冷凍サイクルを形成しており、かつ既設配管を再利用する冷凍サイクル装置に適用可能である。また、実施形態は１台の室外機に複数台の室内機が接続されるマルチ型の空気調和機を例に説明するが、これに限らず１対１接続の空気調和機にも適用可能である。以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。

図１は、本実施形態の空気調和機のサイクル系統図を示す図である。図に示すように、空気調和機は、室外機３０と、室内機４０ａ，４０ｂと、これらを接続する液冷媒配管７及びガス冷媒配管１２などで構成されている。

室外機３０は、圧縮機１と、四方弁２と、熱源機側熱交換器３と、室外膨張弁４と、レシーバ５と、アキュムレータ１５などを備えており、これらが冷媒配管で連結されて構成されている。そして、液冷媒配管７及びガス冷媒配管１２との接続口には阻止弁６，１３が設けられており、圧縮機１の吸入側の冷媒配管に固形物捕捉ストレーナ１４ａが設けられている。また、各室内機４０ａ，４０ｂは、室内膨張弁９ａ，９ｂと、利用側熱交換器１０ａ，１０ｂなどを備えており、これらが冷媒配管で連結されて構成されている。

図２は、本実施形態の空気調和機の変形例を示す図である。図１との違いは、固形物捕捉ストレーナ１４の配置位置の違いのみである。すなわち、図１では、室外機３０内の圧縮機１の吸入側に固形物捕捉ストレーナ１４ａを設けているが、これに代えて図２のように、ガス冷媒配管１２に固形物捕捉ストレーナ１４ｂを設けてもよい。

このような空気調和機において、室外機３０及び室内機４０ａ，４０ｂをリニューアルする際に、液冷媒配管７，ガス冷媒配管１２を再利用することが行われている。しかしながら、単にこれらの既設配管を再利用すると、配管内に残留した液状の不純物（旧機に封入された鉱油、アルキルベンゼンなどの冷凍機油、冷凍機油の酸化劣化反応物、塩素系化合物など）による新機内の冷凍機油の劣化や、固形異物が新機に搭載した冷媒圧縮機に混入することによる冷媒圧縮機の摺動部の摩耗の促進などにより、空気調和機の信頼性を著しく損なうおそれがある。

以下、既設配管内に残留した固形異物や不純物を回収する方法について説明する。なお、以下は既設配管内に残留した不純物の一例として鉱油を用いて説明する。
ＣＦＣやＨＣＦＣを使った空気調和装置が老朽化した場合、空気調和装置を交換する。まず、ＣＦＣ又はＨＣＦＣ冷媒を回収し、室外機３０と室内機４０ａ、４０ｂを図１に示すものと交換する。液接続配管７とガス接続配管１２は旧機のものを再利用する。室外機３０には予めＨＦＣが充填されているので、阻止弁６，１３は閉じたまま室内機４０ａ，４０ｂと、液接続配管７と、ガス接続配管１２とを接続状態で真空引きをし、その後ＨＦＣの追加充填と阻止弁６，１３の開弁とを実施する。

空気調和機の基本的な動作としては、冷房運転の場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は圧縮機１から吐出され、ガス冷媒が四方弁２を経て、熱源機側熱交換器３へと流入し、ここで熱交換器して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は全開とされた第１の膨張装置である室外膨張弁４を通り、余剰冷媒はレシーバ５に貯留され、残りが阻止弁６を通り、室内機４０ａ，４０ｂへ送られる。

送られた液冷媒は、第２の膨張装置である室内膨張弁９ａ，９ｂへ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器１０ａ，１０ｂで空気などの利用側媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。その後、ガス冷媒は、図２では固形物捕捉ストレーナ１４ｂを経て、阻止弁１３、四方弁２、図１では固形物捕捉ストレーナ１４ａを経て圧縮機１へ戻る。

暖房運転の場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、ＨＦＣ用冷凍機油と共に圧縮機１から吐出され、四方弁２、阻止弁１３、図２では固形物捕捉ストレーナ１４ｂを経て利用側熱交換器１０ａ、１０ｂへ流入し、ここで空気など利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、阻止弁６、レシーバ５へ流入し、室外膨張弁４で減圧され熱源機側熱交換器３で空気、水などの熱源媒体と熱交換して蒸発し、ガス化する。ガス化した冷媒は四方弁２、図１では固形物捕捉ストレーナ１４ａを経て圧縮機１へ戻る。

図３は、ＨＦＣ系冷媒とＨＦＣ用冷凍機油に対し、ＨＦＣ系冷媒に不溶な成分である鉱油が約１０％（＝鉱油量／（ＨＦＣ用冷凍機油量＋鉱油量））混入した場合の鉱油の分離特性を示す図である。横軸は冷凍機油（ＨＦＣ用冷凍機油＋鉱油）への冷媒溶解度を示し、０％が冷凍機油（ＨＦＣ用冷凍機油＋鉱油）のみの場合を、１００％が冷媒のみの場合を示す。縦軸は温度を示している。
この図に示すように、鉱油はＨＦＣ系冷媒にはほとんど溶解せず、一方ＨＦＣ用冷凍機油には溶解する。そして、鉱油はＨＦＣ用冷凍機油が多く存在する圧縮機内では分離せず、液冷媒が多く存在する液接続配管７及びレシーバ５内で分離する。
続いて、本実施例の特徴部であるレシーバ５内に設置されたフィルタ装置について図４を用いて説明する。フィルタ装置は、レシーバ５内で上下二段に構成された異なるフィルタ５３，５４などで構成されている。フィルタ５３はレシーバ５内の上段に設けられ、メッシュ数が比較的大きい繊維性の材料であり、その繊維の材質として、ポリエステル、ポリプロピレンの少なくとも１つで構成されている。

液冷媒及び液冷媒に溶解したＨＦＣ用冷凍機油は、粘度が著しく低い液体である。これに対して、鉱油は液冷媒及び液冷媒に溶解したＨＦＣ用冷凍機油に比べて粘度が著しく高い液体である。そのため、液冷媒及び液冷媒に溶解したＨＦＣ用冷凍機油はフィルタ５３を通過するのに対して、鉱油はメッシュ数の大きいフィルタ５３の繊維間に引っかかり、その後毛細管現象により繊維内部へ捕捉される。
したがって、フィルタ５３をレシーバ５内に配置することで、圧縮機１内からＨＦＣ用冷凍機油とともに吐出された鉱油はレシーバ５内で分離し、その分離した鉱油のみをフィルタ５３にて捕捉することが可能となる。

圧縮機１の形態として圧縮機１内の冷凍機油貯留部の圧力が高い高圧チャンバー方式、あるいは圧縮機１の吐出部にオイルセパレータを配置している場合には、圧縮機１内あるいはオイルセパレータ内に貯留した冷凍機油の温度は高温となる。一方、レシーバ５の温度はその温度よりも低くなる。そして、冷凍機油の劣化は、温度が上昇するほど促進し、さらにＨＦＣ用冷凍機油の劣化は既設配管内に残留した鉱油（劣化油）の混入量が多いほど劣化は促進するので、圧縮機１内あるいはオイルセパレータ内よりも低温のレシーバ５で鉱油を捕捉することにより、ＨＦＣ用冷凍機油の劣化を抑制することができる。

また、鉱油をフィルタ５３に捕捉するためには、フィルタ５３と鉱油とが接触する必要がある。そこで、圧縮機１の起動時及び圧縮機の停止時に、レシーバ５の後流側の膨張装置（冷房運転時であれば室内膨張弁９ａ、９ｂ、暖房運転時であれば室外膨張弁４）を全閉あるいは全閉に近い小開度に設定して運転することで、レシーバ５内に冷媒を回収する。

これにより、フィルタ５３にＨＦＣ系冷媒とＨＦＣ用冷凍機油と鉱油との混合液とを接触することができるので、レシーバ５内においては鉱油のみが分離することから、鉱油のみを捕捉することができる。

さらに、フィルタ５３に対する流速が大きいほどフィルタ５３の鉱油捕捉量は減少する。これは、一度フィルタ５３に捕捉された鉱油が、冷媒の流体力によりフィルタ５３の外に押し出されるからである。そして、レシーバ５内にＨＦＣ系冷媒とＨＦＣ用冷凍機油と鉱油の混合液を導入する冷媒導入出管５１、５２の管先端部の近傍であるほど、混合液の流入速度は大きいので、管先端部を下方に向けて、レシーバ５内に導入したＨＦＣ系冷媒とＨＦＣ用冷凍機油と鉱油の混合液がフィルタ５３を通過した後に、レシーバ５から導出するようにする。これにより、レシーバ５内に導入した鉱油がフィルタ５３を通過することなく、導出することを抑制することができる。

以上のような構成により、従来技術のように、不純物の濃度を許容値以下に設定するに際して、冷凍機油メーカから缶容器にて提供された冷凍機油を、専用のホースを用いてコンタミの混入防止に注意しながら封入するといった作業が必要なく、リニューアル工事の時間を抑制することができる。また、追加する冷凍機油を予め新機内に封入する従来の方法のように、接続配管の長いビル用マルチエアコンでのリニューアルの際に、接続配管内に残留する多量の不純物に対応した多量の冷凍機油を新機内に封入することによって新機の容積が大きくなり、新機を設置できなくなるといった問題を抑制することができる。

また、接続配管を再利用するに際して、接続配管内に残留した不純物を回収する洗浄運転を実施する必要もないため、リニューアル工事の作業時間を抑制して、効率的に既設配管の再利用をすることができる。

さらに、フィルタ５３よりも下段に配置されたフィルタ５４は、レシーバ５内の冷媒導入出管５１，５２の管先端部の近傍に設けられている。言い換えればフィルタ５４によって冷媒導入出管５１，５２の先端部の空間６２が画成されている。フィルタ５４は、フィルタ５３よりも大きい繊維性の材料であり数μｍの固形異物を除去可能なメッシュ数である。つまりフィルタ５３よりも繊維が密に重なり合った、繊維間の空隙が小さい、密度の大きい繊維性の材料であり、その繊維の性質として、ポリエステル、ポリプロピレン、ＳＵＳの少なくとも１つで構成されている。

鉱油を捕捉するフィルタ５３としては、鉱油が毛細管現象により繊維内部へと捕捉されることから、フィルタ５３の繊維間の空隙をできるだけ大きくとり、捕捉可能な鉱油の量を多く設定するために、フィルタ５４とは異なる密度に設定することが望ましい。なお、フィルタ５４は冷媒導入出管５１，５２から導入した固形異物をレシーバ５内から導出しないように、冷媒導入出管５１，５２の管先端部の近傍を囲うように配置する。

ここで、従来技術における固形異物を捕捉するストレーナは、粒径２０μｍ以上の固形異物が捕捉可能である。しかしながら、冷媒圧縮機の摺動部摩耗により生じた固形異物を実機から回収した固形異物の粒径分布を測定した結果、粒径２０μｍ以下のものが半数以上含まれることがわかっており、粒径２０μｍ以上の固形異物が捕捉可能なストレーナでは、粒径２０μｍ以下の固形異物は冷媒圧縮機に流入することになる。

また、文献「“潤滑”、第１７巻、第１１号（１９７２）７４１〜７４６」には、冷媒圧縮機にも採用しているすべり軸受での最小隙間は１〜２０μｍであり、文献「“トライボロジーと環境”、新樹社、５３ページ、図２・２・３・７（ｂ）」には固形異物の粒径と軸受の最小隙間とが等しくなる条件にて、最も摺動部の摩耗が促進されるとの記載がある。

この点、本実施形態では、上述のような構成により、冷媒導入出管５１，５２から吐出された固形異物はフィルタ５４の冷媒導入出管５１，５２側の面に付着する。その結果、固形異物が新機に搭載した圧縮機に混入して圧縮機の摺動部の摩耗が促進され、空気調和機の信頼性が損なわれることを抑制することができる。

なお、固形異物によりフィルタ５４が閉塞することを抑制するために、フィルタ５４の冷媒導入出管５１，５２側の面積を十分確保することが望ましい。

次に、レシーバ５に内蔵する上段の冷媒不溶成分を除去するフィルタ５３、下段の固形異物を除去するフィルタ５４の設置方法について説明する。
製造時においてフィルタ５３，５４をパンチングメタル５５、５６で挟んだ後、キャップ５８，５９とボディ６０とを溶接する。その際にボディ６０の内壁面の温度がフィルタ５３，５４の最高使用温度を超える。よって、フィルタ５３，５４がボディ６０の内壁面に接する構造であれば、フィルタ５３，５４が熱で溶融し、冷媒不溶成分を捕捉できなくなる。さらにはレシーバ５内に導入した液冷媒及び液冷媒に溶解したＨＦＣ用冷凍機油が、レシーバ５内での流路を遮断されることから、レシーバ５内から導出されず、圧縮機１の吐出温度の過昇による機器の停止、あるいは圧縮機１内の冷凍機油不足による摺動部の摩耗を生じる。

そのため、本実施例ではフィルタ５３，５４の温度が最高使用温度以下となるようにボディ６０とフィルタ５３，５４の間に所定の間隔Δｄを設け、ボディ６０内壁面の温度がフィルタに伝わるのを抑制するようにしている。

固形物捕捉ストレーナ１４ａ，１４ｂは、図５に示すように、一方を中央部が開口した導入キャップ７１を接続し、もう一方の底面にはスクリーンを配置した固形異物を捕捉する円筒状のスクリーン７０を耐圧容器７４の内部に封入した構造である。導入キャップ７１とスクリーン７０との接続は、円周方向を全て溶接することにより、導入キャップ７１とスクリーン７０との接続部からの固形異物の流入出を防止する。

さらに、耐圧容器７４の内面と導入キャップ７１との接続についても、円周方向を全周かしめる、あるいは円周方向を全て溶接することで、固形異物の流入出を防止する。

固形物捕捉ストレーナ１４ａ，１４ｂ内部の冷媒、冷凍機油及び固形異物の流れは、まず配管７２側から冷媒、冷凍機油及び固形異物が流入する際は、実線の矢印のように流れる。冷媒及び冷凍機油はスクリーンの開孔部を通り、配管７３側から流出する。スクリーン７０の開孔部よりも粒径が大きい固形異物は、スクリーン７０を通過することができないので、スクリーン７０の内面に捕捉される。

また、冷房暖房兼用機など逆サイクル運転を実施したときの冷媒、冷凍機油及び固形異物の流れを、点線の矢印で示す。

図２のように、固形物捕捉ストレーナ１４ｂをガス接続配管１２とガス阻止弁１３の間に配置した場合、スクリーン７０内面に捕捉された固形異物は、冷媒及び冷凍機油の流体力により固形物捕捉ストレーナ１４ｂの外に流出する可能性がある。しかし、固形異物は固形物捕捉ストレーナ１４ｂとレシーバ５内に配置したフィルタ５４により、液冷媒配管７，ガス冷媒配管１２内に閉じ込めて、冷媒圧縮機１内への流入を防止することができる。

固形物捕捉ストレーナ１４ａ、１４ｂに採用するスクリーン７０の材質としては、粒径数μｍ以上の固形異物の捕捉し、使用する冷媒、冷凍機油を劣化させない、スクリーン７０自体も劣化しない材料であるＳＵＳ製とすることが望ましい。
また、文献「“トライボロジーと環境”、新樹社、５３ページ、図２・２・３・７（ｃ）」の記載によれば、軸受摺動部に供給する異物量が増加するほど、軸受部の摩耗量は増加する。このことから冷媒圧縮機１の仕様として固形異物混入量の許容値が設定されており、前記固形異物混入量の許容値以下であれば、液冷媒配管７、ガス冷媒配管１２内に残留する固形異物の一部はスクリーン７０を通過し、冷媒圧縮機１に流入しても問題ない。

つまり、固形物捕捉ストレーナ１４ａ、１４ｂに採用するスクリーン７０は、粒径数μｍ以上の固形異物を捕捉するが、捕捉率は１００％以下でも問題はない。
また、冷媒及び冷凍機油からの流体力に耐えるべく、スクリーン７０の内周及び外周をパンチングメタルなどの強度の高い部材で補強しても良い。

このとき、図１のように圧縮機１の吸入側に固形物捕捉ストレーナ１４ａを配置した場合は、冷凍サイクル中の固形異物である、液冷媒配管７、ガス冷媒配管１２内に残留する固形異物、及び圧縮機１の経年劣化により発生する摩耗粉が全て固形物捕捉ストレーナ１４ａに集まる。そのため、固形物捕捉ストレーナ１４ａが固形異物により閉塞しないよう、固形物捕捉ストレーナ１４ａのスクリーン７０の面積を十分に確保することが重要である。

図２のように、固形物捕捉ストレーナ１４ｂをガス接続配管１２とガス阻止弁１３の間に配置した場合、固形物捕捉ストレーナ１４ｂでは、冷房運転時は液冷媒配管７、ガス冷媒配管１２内に残留する固形異物のみが流入する。一方、暖房運転時は、圧縮機１の経年劣化により発生する摩耗粉のみが固形物捕捉ストレーナ１４ｂに流入する。このことから、固形物捕捉ストレーナ１４ｂに流入する固形異物の量が、固形物捕捉ストレーナ１４ａよりも少なく、固形物捕捉ストレーナ１４ｂのスクリーン７０の面積を小さく設定することができ、小型化が可能である。

本発明の空気調和機の冷凍サイクル系統図を示す図である。 本発明による他の実施形態を示すサイクル系統図。 ＨＦＣ系冷媒とＨＦＣ用冷凍機油と鉱油共存下での鉱油分離特性を示すグラフである。 レシーバ及びレシーバ内に設置するフィルタ装置の縦断面を示す図である。 固形物捕捉ストレーナの断面を示す図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 熱源機側熱交換器
４ 室外膨張弁
５ レシーバ
６，１３ 阻止弁
７ 液冷媒配管
９ａ，９ｂ 室内膨張弁
１０ａ，１０ｂ 利用側熱交換器
１２ ガス冷媒配管
１４ａ，１４ｂ 固形物捕捉ストレーナ
１５ アキュムレータ
３０ 室外機
４０ａ，４０ｂ 室内機
５１，５２ 冷媒導入出管
５３，５４ フィルタ
５５，５６ パンチングメタル
５８，５９ キャップ
６０ ボディ
７０ スクリーン
７１ 導入キャップ
７４ 耐圧容器

Claims (10)

1. 圧縮機と、熱源機側熱交換器と、膨張装置と、利用側熱交換器とを、液冷媒配管及びガス冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成してなる冷凍サイクル装置であって、
   前記ガス冷媒配管にストレーナが設けられるとともに、前記液冷媒配管に容器が設けられ、
   該容器内には、前記液冷媒の上流側及び下流側の配管の各開口部が設けられるとともに、該各開口部に空間を画成し、かつ冷媒配管から吐出される異なる補捉対象物をそれぞれ捕捉する２つのフィルタが設けられてなることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記冷媒配管から吐出される異なる補捉対象物は、冷媒とともに冷媒サイクルを循環する固形異物と、前記冷媒に対して不溶解あるいは弱溶解の少なくとも一方である液状不純物であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記膨張装置は、第１膨張装置と第２膨張装置からなり、前記容器は、前記第１膨張装置と第２膨張装置との間に設けられ液冷媒を貯留するレシーバであることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記２つのフィルタは、上下二段に構成されてなり、上段に前記液状不純物を捕捉するフィルタ、下段に前記固形異物を捕捉するフィルタが設けられ、前記各開口部の空間は、前記固形異物を捕捉するフィルタに画成されてなることを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記２つのフィルタは、前記レシーバ内に、前記レシーバの内壁面と所定間隔を有して設けられてなることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記固形異物を捕捉するフィルタは、ＨＦＣ冷凍機油が通過可能で、かつ数μｍ以上の固形異物を捕捉可能なメッシュ数を有する繊維性の材料で形成され、前記液状不純物を捕捉するフィルタは、ＨＦＣ冷凍機油が通過可能で、かつ鉱油を捕捉可能なメッシュ数を有する繊維性の材料で形成されてなることを特徴とする請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記液状不純物を捕捉するフィルタと前記固形異物を捕捉するフィルタは、ポリエステル製の繊維性材料で形成され、かつ前記液状不純物を捕捉するフィルタより前記固形異物を捕捉するフィルタの密度が大きく形成されてなることを特徴とする請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記ストレーナは、前記利用側熱交換器と圧縮機との間に設けられ、該ストレーナのスクリーンは、数μｍ以上の固形物を捕捉可能なＳＵＳで形成されてなることを特徴とする請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記圧縮機の始動時及び停止時の少なくとも一方のときに、前記第１膨張装置及び第２膨張装置のいずれか一方を全閉あるいは微小開度とすることを特徴とする請求項４又は５に記載の冷凍サイクル装置。
10. 圧縮機と、四方弁と、熱源機側熱交換器と、第１膨張装置と、レシーバと、第２膨張装置と、利用側熱交換器とを冷媒配管で連結して冷凍サイクルを形成してなる冷凍サイクル装置であって、
    前記利用側熱交換器と前記圧縮機との間に、冷媒と共に前記冷凍サイクルを循環する固形異物を捕捉するストレーナが設けられるとともに、前記レシーバ内に、前記固形異物と、冷媒に対して不溶解あるいは弱溶解の少なくとも一方である液状不純物とを捕捉するフィルタ装置が設けられ、
    前記フィルタ装置は、上段に冷媒に対して不溶解あるいは弱溶解の少なくとも一方である液状不純物を捕捉するフィルタ、下段に冷媒配管から吐出される前記固形異物を補捉するフィルタを配置して構成され、該固形物を捕捉するフィルタによって前記レシーバ内に挿入された冷媒配管の上流側及び下流側のそれぞれの開口部に空間が画成されてなることを特徴とする冷凍サイクル装置。

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