JP2014224662A

JP2014224662A - 冷媒処理装置

Info

Publication number: JP2014224662A
Application number: JP2013104921A
Authority: JP
Inventors: 丈博小林; Takehiro Kobayashi; 亮松崎; Ryo Matsuzaki
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: JP6177002B2

Abstract

【課題】液充填方式で冷媒充填を行う際に、タンク内を昇圧させるパラメータとして外気温を加えることで効率的で且つ周囲環境に左右されずに充填作業を実行できるようにする。
【解決手段】空調システムＵからの冷媒を貯蔵する冷媒回収タンク１５と、空調システムＵから冷媒回収タンク１５に冷媒を回収するとともに冷媒回収タンク１５から空調システムＵに冷媒を充填するコンプレッサ１３と、外気温を検出する外気温センサ３４とを備えた冷媒処理装置であって、冷媒回収タンク１５内の冷媒を空調システムＵに充填する際に、外気温センサ３４で検出する外気温Ｔに応じてコンプレッサー１３を駆動して冷媒回収タンク１５内を昇圧する制御手段を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調システム内に充填されている冷媒を回収し、回収した冷媒を再生処理し、再生した冷媒を空調システム内に充填するといった処理を行う冷媒処理装置に関するものである。

この種の装置として、特許文献１が知られている。特許文献１に示す冷媒処理装置は、車両用空調システムに接続し、内蔵されるコンプレッサ・エバポレータ・フィルタドライヤ・オイルセパレータ・コンデンサ・冷媒回収タンクによって、車両用空調システムから冷媒を回収して再生する回収再生作業と、回収した冷媒に新たな冷凍機油を添加して車両用空調システムに充填する充填作業を実行するものである。

回収再生作業は、車両エンジンを停止した状態で、車両用空調システムの高圧サービスバルブ及び低圧サービスバルブに装置本体の高圧ホース及び低圧ホースを接続してコンプレッサを駆動させることで実行され、コンプレッサの駆動に伴い車両用空調システムの冷媒が高圧液体の状態で導入され、エバボレータで減圧気化・オイルセパレータで冷凍機油が分離された後、フィルタドライヤで濾過及び除水され、コンデンサで液化されて冷媒回収タンクに回収される。

充填作業は、車両エンジンを駆動して車両用空調システムを作動させることで実行され、冷媒回収タンク内の冷媒が低圧側から車両用空調システムに充填され、冷媒回収タンク内の冷媒が規定量だけ減量することで車両用空調システム内に規定量の冷媒が充填される。

さて、上記充填作業のように車両用空調システムを作動して冷媒回収タンク内の冷媒を引き込むガス充填方式では、外気温が低温（例えば１０℃以下）である場合、冷媒が気化されずに充填完了までに時間が掛かったり所望の充填量が得られないという問題がある。また、車両用空調システム内が真空の状態で車両エンジンを駆動することになるため、部品破損が危惧されるとともに車両によってはシステムロック状態となりエンジン駆動不能となる問題がある。

特開２００６−２２０３８１号公報

そこで、本発明は、冷媒を圧縮して冷媒回収タンク内を加圧することで、車両エンジンを停止した状態で冷媒を車両用空調システムに充填する液充填方式を採用し、この液充填方式で冷媒充填を行う際に、外気温に左右されずにスピーディーな充填作業を可能とし、車両に対する影響も軽減することができる冷媒処理装置の提供を解決課題としている。

このような課題を解決するために本発明は、空調システムのサービスバルブに着脱されるホースと、該ホースの圧力を検出するホース圧力センサと、空調システムからの冷媒を貯蔵する冷媒回収タンクと、空調システムから冷媒タンクに冷媒を回収するとともに冷媒タンクから空調システムに冷媒を充填するコンプレッサと、外気温を検出する外気温センサとを備えた冷媒処理装置であって、冷媒タンク内の冷媒を空調システムに充填する際に、外気温センサで検出する外気温に応じてコンプレッサーを駆動して冷媒タンク内を昇圧する制御手段を備えたものである。

この制御手段は、外気温センサで検出する外気温に応じて冷媒タンク内の目標圧力値を決定し、タンク圧力センサで検出する冷媒タンク内の圧力が目標圧力値に達するまでコンプレッサーにより冷媒タンク内を昇圧した後、冷媒タンクから空調システムへの充填を行うものである。

この制御手段は、外気温センサで検出する外気温に応じてコンプレッサーの駆動時間を決定し、決定した駆動時間が経過するまでコンプレッサーにより冷媒タンク内を昇圧した後、冷媒タンクから空調システムへの充填を行うものである。

本発明によれば、液充填方式の冷媒処理装置で充填作業を行う際に、外気温に応じてタンク内の昇圧を行うので、使用する周囲環境に関わらず適正な冷媒量の充填が可能になり、四季を通じて安定した充填作業を実行することができる。また、タンク内の昇圧時間、昇圧圧力が最適化され、時間的な効率を向上させることができる。

本発明の冷媒処理装置の全体構成図である。同装置のブロック図である。回収再生工程の動作を示すフローチャート図である。昇圧充填工程の動作を示すフローチャート図である。別の実施態様における昇圧充填工程の動作を示すフローチャート図である。

以下、図面を用いて本発明の冷媒処理装置について説明する。図１は本発明の冷媒処理装置を示す全体構成図である。
１は装置本体で、車両用空調システムＵの高圧サービスバルブＶＨ及び低圧サービスバルブＶＬと接続する高圧ホース２及び低圧ホース３を延出している。高圧ホース２及び低圧ホース３は、一端に逆止弁付のカプラ４，５を備え、他端を装置本体１内の高圧管路６及び低圧管路７にそれぞれ接続している。高圧管路６は、高圧用圧力センサ８を備え、オイルセパレータ９に接続している。低圧管路７は、低圧用圧力センサ１０を備え、接続管路１１を介して高圧用圧力センサ８とオイルセパレータ９間の高圧管路６に接続している。

１２は供給管路で、コンプレッサ１３とコンデンサ１４を備え、一端をオイルセパレータ９に接続し、他端を冷媒回収タンク１５に接続している。コンプレッサ１３は、車両用空調システムＵからの冷媒回収及び車両用空調システムＵへの冷媒充填の駆動源となる。コンデンサ１４は、コンプレッサ１３の出力側でオイルセパレータ９内に配置されている。１６はタンク用圧力センサで、供給管路１２の冷媒回収タンク１５との接続部に設けられ、冷媒回収タンク１５の内圧を検出する。１７は排油管路で、オイルセパレータ９と冷凍機油受け１８を接続し、オイルセパレータ９で分離された冷凍機油を冷凍機油受け１８に排出する。

１９はロードセルで、冷媒回収タンク１５に取り付けられ、タンク１５内に貯留される冷媒の重量を計量する。２０は充填管路で、冷媒回収タンク１５から接続管路１１に連結して高圧管路６を通じてタンク１５内に貯留される冷媒を車両用空調システムＵに充填する。２１は補充管路で、接続管路１１に連結し、再生冷媒充填時に冷凍機油を補充するためのオイル缶２２と、冷媒回収タンク１５内の再生冷媒の量が不足した場合に新規な冷媒をタンク１５内に補充するためのフロン缶２３が接続される。

２４〜３０は管路切換用の電磁弁で、高圧管路６における高圧用圧力センサ８と接続管路１１の連結位置との間に電磁弁２４、接続管路１１の連結位置からオイルセパレータ９との間に電磁弁２５、低圧管路７における低圧ホース３の接続位置と低圧用圧力センサ１０との間に電磁弁２６、排油パイプ１７に電磁弁２７、充填管路２０に電磁弁２８、補充管路２１におけるオイル缶２２側に電磁弁２９・フロン缶２３側に電磁弁３０を設けている。３１〜３３は逆止弁で、接続管路１１に逆止弁３１、補充管路２１におけるオイル缶２２側に逆止弁３２・フロン缶２３側に逆止弁３３を設けている。３４は外気温センサで、装置本体１の側面に取り付けられ、周囲温度を検出する。

図２は本発明の冷媒処理装置の制御系を示すブロック図である。
３５は制御部で、高圧用圧力センサ８・低圧用圧力センサ１０・コンプレッサ１３・タンク用圧力センサ１６・ロードセル１９・電磁弁２４〜３０・外気温センサ３４及び操作ボード３６が接続され、操作ボード３６からの指令に基づいて記憶されたプログラムを実行し、各圧力センサ８・１０・１６・ロードセル１９・外気温センサ３４からの信号に応じてコンプレッサ１３・電磁弁２４〜３０を作動させる。操作ボード３６は、冷媒充填量を表示する充填量表示部・高圧側の圧力を表示する高圧用圧力表示部・低圧側の圧力を表示する低圧用圧力表示部といった表示部３７と、コース選択キー・充填量等を調整する調整キー・スタートキー・作業を一時中断させるための一時停止キー・途中停止した充填を再開させる再開キー・全作業終了後、装置を初期状態に戻すための終了キーといった入力部３８を備えている。

続いて、このように構成する冷媒処理装置の動作について説明する。
再生充填コースは、車両用空調システムＵからほぼ全量の冷媒を抜き取り、装置本体１で冷媒と冷凍機油とを分離して冷媒の洗浄・補充、冷凍機油の交換等を行って再生する回収再生工程と、適量の冷媒を車両用空調システムＵに充填する充填工程が順次実行される。

＜回収再生工程＞図３のフローチャート図
作業者は、まず準備作業として、車両エンジンを停止し、車両用空調システムＵの高圧サービスバルブＶＨ及び低圧サービスバルブＶＬに、装置本体１の高圧ホース２及び低圧ホース３をカプラ４・５によって接続する。この状態から操作ボード３６のコース選択キーで『再生充填コース』を選択し、充填量表示部を見ながら調整キーで充填する規定冷媒量Ｃを設定した後、スタートキーを入力すると、回収再生工程が開始される。

回収動作が開始すると、高圧用圧力センサ８で高圧ホース２の圧力ＰＨを確認し（１）、所定値Ｐ１以上の圧力が検出されると、高圧ホース２が確実に装着されていると判断して高圧管路６の電磁弁２４，２５を開き（２）、コンプレッサ１３を駆動する（３）。コンプレッサ１３の駆動に伴い、車両用空調システムＵの冷媒は、高圧ホース２から高圧液体の状態で取り込まれ、オイルセパレータ９に導入される。オイルセパレータ９に導入された液体冷媒は、容器開放による減圧で気化し、含有する冷凍機油が分離される。オイルを分離した冷媒は、コンプレッサ１３で圧縮されて再度液化し、オイルセパレータ９に内蔵したコンデンサ１４を通過した後、冷媒回収タンク１５に回収される。このときオイルセパレータ９では、内蔵したコンデンサ１４に液化冷媒を通すことで、オイルセパレータ９が加熱され、効率良く熱交換が実行される。

次に、高圧管路６の高圧用圧力センサ８で検出される圧力ＰＨが所定値Ｐ２以下になると（４）、空調システムＵの高圧側に残留している冷媒が気体状態であると判断して、低圧管路７の電磁弁２６を開き（５）、空調システムＵの高圧側及び低圧側に残留している気体冷媒が冷媒回収タンク１５に回収される。その後、低圧管路７の低圧用圧力センサ１０で検出される圧力ＰＬが所定値Ｐ３以下になると（６）、ほぼ全量の冷媒回収が終了したと判断して、電磁弁２４，２５，２６を閉じ（７）、コンプレッサ１２を停止して（８）回収を終了する。

冷媒回収が終了すると、排出パイプ１７の電磁弁２７を開き（９）、オイルセパレータ９内の分離された冷凍機油を冷凍機油受け１８に排出し、所定時間Ｔ１が経過すると（１０）、電磁弁２７を閉じて（１１）、回収再生工程が終了となり、工程終了と次工程に移行する案内を出力する（１２）。

＜昇圧充填工程＞図４のフローチャート図
作業者は、車両エンジンを停止したまま、ステップ（１２）の案内に従ってスタートキーを入力すると、昇圧充填工程が開始される。
昇圧充填工程が開始すると、まず高圧管路６の電磁弁２５と充填管路２０の電磁弁２８を開き（１３）、コンプレッサー１３を駆動する（１４）。コンプレッサー１３の駆動に伴い、冷媒回収タンク１５の冷媒が閉回路を循環し、冷媒回収タンク１５のタンク内圧を昇圧する。このとき、外気温による充填時間や充填量の差をなくすために、冷媒回収タンク１５のタンク内圧の目標圧力値Ｐｔを外気温センサ３４で検出される外気温に応じて決定している。すなわち、外気温センサ３４で外気温Ｔを検出し（１５）、検出した外気温Ｔに基づいて予め記憶されている外気温毎の目標圧力値データの中から相当する目標圧力値Ｐｏを決定する（１６）。

タンク用圧力センサ１６でタンク内圧Ｐｏが目標圧力値Ｐｔまで昇圧したことを検出すると（１７）、コンプレッサー１３を停止し（１８）、高圧管路６の電磁弁２５を閉じて（１９）、高圧管路６の電磁弁２４を開き（２０）車両用空調システムＵの高圧側から冷媒回収タンク１５の内圧によって冷媒が充填される。同時に補充管路２１の電磁弁２９を開き（２１）、オイル缶２２の冷凍機油が車両用空調システムＵに注入される。

ロードセル１９で冷媒回収タンク１５内の冷媒が設定した規定冷媒量Ｃだけ減少したことを検出すると（２２）、車両用空調システムＵ内に規定量Ｃの冷媒が充填されたと判断して、高圧管路６の電磁弁２５と充填管路２０の電磁弁２８を閉じて（２３）、昇圧充填工程が終了となり、工程終了の案内を出力する（２４）。

このように本発明は、回収再生工程で車両用空調システムＵから冷媒を抜き取り、抜き取った冷媒をオイルセパレータ９で冷凍機油を分離して再生した後、冷媒回収タンク１５に回収し、昇圧充填工程で冷媒回収タンク１５を昇圧して、タンク内の冷媒を車両用空調システムＵに充填する。タンク内を昇圧する際、昇圧の目標圧力値Ｐｔを外気温Ｔによって決定するようにしたので、季節や時間帯等により外気温の変動しても安定した充填作業が行える。

図５は別の実施態様における昇圧充填工程の動作を示している。
この昇圧充填工程では、検出した外気温Ｔに基づいてコンプレッサー１３の駆動時間Ｍｔを決定している。すなわち、外気温センサ３４で検出した外気温Ｔに基づいて予め記憶されている外気温毎の駆動時間データの中から相当する駆動時間Ｍｔを決定する（１６）’。その後、駆動時間Ｍｔが経過したら（１７）’、コンプレッサー１３を停止し、以後図４の処理（１９）移行の動作を実行する。

１装置本体
６高圧管路
７低圧管路
８高圧用圧力センサ
１０低圧用圧力センサ
１２供給管路
１３コンプレッサ
１５冷媒回収タンク
１６タンク用圧力センサ
２０充填管路
２４〜３０電磁弁
３４外気温センサ
３５制御部
Ｕ車両用空調システム
ＶＨ高圧サービスバルブ
ＶＬ低圧サービスバルブ

Claims

空調システムのサービスバルブに着脱されるホースと、該ホースの圧力を検出するホース圧力センサと、空調システムからの冷媒を貯蔵する冷媒回収タンクと、空調システムから冷媒タンクに冷媒を回収するとともに冷媒タンクから空調システムに冷媒を充填するコンプレッサと、外気温を検出する外気温センサとを備えた冷媒処理装置であって、
前記冷媒タンク内の冷媒を空調システムに充填する際に、前記外気温センサで検出する外気温に応じて前記コンプレッサーを駆動して冷媒タンク内を昇圧する制御手段を備えたことを特徴とする冷媒処理装置。
前記冷媒タンク内の圧力を検出するタンク圧力センサを備え、前記制御手段は、外気温センサで検出する外気温に応じて冷媒タンク内の目標圧力値を決定し、前記タンク圧力センサで検出する冷媒タンク内の圧力が目標圧力値に達するまでコンプレッサーにより冷媒タンク内を昇圧した後、冷媒タンクから空調システムへの充填を行うことを特徴とする上記請求項１記載の冷媒処理装置。
前記制御手段は、前記外気温センサで検出する外気温に応じて前記コンプレッサーの駆動時間を決定し、決定した駆動時間が経過するまでコンプレッサーにより冷媒タンク内を昇圧した後、冷媒タンクから空調システムへの充填を行うことを特徴とする上記請求項１記載の冷媒処理装置。