JP3106945B2

JP3106945B2 - 空気調和機の水分検査装置

Info

Publication number: JP3106945B2
Application number: JP08012048A
Authority: JP
Inventors: 國夫石川; 秀弘高橋
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 2000-11-06
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JPH09203572A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、冷媒中の水分検
査機能を備えた空気調和機の水分検査装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に製造ラインで組立が完了し、冷媒
が収容された空気調和機の例えば室外機は、当該室外機
の最終的な組立て完了工程に続く運転検査工程で運転検
査が行われる。該運転検査は、当該組立完了後の室外機
が本来の設計品質どうりに製作されているか否かを確認
するための検査であり、その目的に対応して、例えばマ
スター用の空気調和機室内機（又は該室内機と同等の機
能を有する熱交換器）や電磁弁等の機能部品、温度セン
サ、圧力センサ等の計測器、それらの計測制御部などか
らなる運転検査装置を上記室外機製造ラインの組立完了
工程の次の運転検査ステーションに設置してなされてい
る。

【０００３】そして、同運転検査ステーションでは、例
えばカプラーを介して上記ワーク側室外機を上記マスタ
ー用室内機の冷媒配管に接続し、上記運転検査装置の計
測制御部からの駆動制御信号により所定条件で運転し、
例えば次のような項目の検査が行われる。

【０００４】−検査項目− （１）低電圧起動確認（２）ファン正転確認（３）運転確認（冷媒能力、温度制御、安全機能を確認
するための冷媒温度、圧力、吹き出し温度等の測定）（４）運転周波数確認（インバータ機の場合）（５）異音、振動の確認一方、これら運転性能上の検査とは別に、空気調和機で
は例えば冷媒中の水分量の検査も必要とされる。特に、
この要請はフロン系冷媒の廃止に伴う新冷媒採用機種の
場合に高い。

【０００５】これらの要請に対応する現在の水分検査
は、例えば一定時間運転した後の空気調和機の冷媒を試
料化（サンプリング）して、その中の絶対水分量（ｇ）
をカールフィッシャー法等の測定方法で測定することに
より行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
水分検査では、試料中の絶対水分量（ｇ）を測定するよ
うになっており、水分濃度（ｐｐｍ／ｗ）（以下では水
分濃度を単に水分量と表現する）を求めるには上記試料
自体の重量を正確に計量する必要がある。そのため、空
調機運転中に冷媒中の水分量を直接測定することは不可
能であり、どうしても冷媒のサンプリングが不可欠であ
る。

【０００７】したがって、従来の水分検査では多くの時
間と工数を必要とするため、一般に抜取り検査で品質を
管理している。しかし、該方法では検査の結果、不合格
になると、ロット不良となるためにリスクが大きい。そ
のため、前工程での必要以上の乾燥等、水分管理面での
負担が大きくなっている。また、冷媒のサンプリング時
や、絶対水分量の測定時には細心の注意が要求され、精
度を確保するためには測定作業の相当の習熟が必要であ
る、などの問題があり、製造ライン上でのシステマチッ
クな水分検査を実現することができなかった。

【０００８】本願発明は、上述した従来の運転検査と並
行して水分検査を行えるようにすることにより、製造ラ
イン上での迅速かつ簡便な水分検査を可能とした空気調
和機の水分検査装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の目的
を達成するために、次のような有効な課題解決手段を備
えて構成されている。

【００１０】（１）請求項１の発明すなわち、本願請求項１の発明は、室内機および室外機
よりなる空気調和機の組立完了後の運転検査を行う製造
ライン上の運転検査装置に対して、当該空気調和機の冷
媒中の水分量を検出測定する水分量測定手段を組み合わ
せ、本来の運転検査と並行して同時に水分検査を行える
ようにしてなる空気調和機の水分検査装置において、上
記水分量測定手段は、室外機と室内機とを連絡する冷媒
配管の途中に設けられ、冷媒の水蒸気圧および温度を検
知して出力する水分センサと、該水分センサから出力さ
れる冷媒の水蒸気圧および温度を示す出力に基いて冷媒
の露点および温度を測定する露点および温度測定手段
と、該露点および温度測定手段により測定された冷媒の
露点および温度に基いて水分量を算出する水分量演算手
段とを備えて構成されている。

【００１１】（２）請求項２の発明また本願請求項２の発明は、上記請求項１の発明の構成
において、上記水分量演算手段により演算された所定測
定時間内の水分量を所定の設定しきい値と比較し、空気
調和機の水分品質を合否判定する合否判定手段が設けら
れている。

【００１２】（３）請求項３の発明また、本願請求項３の発明は、上記請求項１の発明の構
成において、上記水分量演算手段により演算された所定
測定時間内の水分量の変化パターンを基にして空気調和
機の水分品質の合否判定を行う合否判定手段が設けられ
ている。

【００１３】（４）請求項４の発明さらに、本願請求項４の発明は、上記請求項１の発明の
構成において、上記水分量演算手段により演算された所
定測定時間内における水分量の変化から、当該所定測定
時間経過後の運転状態が安定した時の水分量を推定し、
該推定された水分量を所定の設定しきい値と比較して空
気調和機水分品質の合否判定を行う合否判定手段が設け
られている。

【００１４】

【作用】（１）請求項１の発明本願請求項１の発明の構成では、先ず基本的に室内機お
よび室外機よりなる空気調和機の組立完了後の運転検査
を行う製造ライン上の運転検査装置に対して、当該空気
調和機の冷媒中の水分量を検出測定する水分量測定手段
を組み合わせることによって、本来の運転検査装置によ
る運転検査と並行して同時に水分検査をも行えるように
している。したがって、製造ラインの空気調和機組立完
了工程における運転検査と併せて自動的に水分検査が行
え、何ら冷媒試料をサンプリングすることなく迅速かつ
簡便な検査が可能となる。

【００１５】そして、その場合において、特に上記水分
量測定手段が、上述のように、室外機と室内機とを連絡
する冷媒配管の途中に設けられ、冷媒の水蒸気圧および
温度を検知して出力する水分センサと、該水分センサか
ら出力される冷媒の水蒸気圧および温度を示す出力に基
いて冷媒の露点および温度を測定する露点および温度測
定手段と、該露点および温度測定手段により測定された
冷媒の露点および温度に基いて水分量を算出する水分量
演算手段とを備えて構成されており、上記水分センサを
当該空気調和機の上記冷媒配管部分に例えばバイパス配
管を設けて設置するだけで、その冷媒の水蒸気圧および
温度を示す出力から冷媒の露点および温度を測定し、該
測定された冷媒の露点および温度値からパーソナルコン
ピュータ等を使用した水分量演算手段により最終的な水
分量が正確に演算される。

【００１６】（２）請求項２の発明また、本願請求項２の発明のように、上記請求項１の発
明の構成において、さらに、水分量演算手段により演算
された所定測定時間内の水分量を所定の設定しきい値と
比較し、その比較結果から空気調和機水分品質の合否判
定を行う合否判定手段を設けた場合、同合否判定手段に
より適性品質のものとそうでないものとを自動的にチェ
ック判定して個別に選別できるようになる。

【００１７】（３）請求項３の発明また、本願請求項３の発明のように、上記請求項１の発
明の構成において、水分量演算手段により演算された所
定測定時間内の水分量の変化パターンを基にして、空気
調和機水分品質の合否判定を行う合否判定手段を設けた
場合、同合否判定手段により適性品質のものとそうでな
いものとをチェック判定して個別に選別できるようにな
る。

【００１８】（４）請求項４の発明さらに、本願請求項４の発明のように、上記請求項１の
発明の構成において、水分量演算手段により演算された
所定測定時間内の水分量の変化から、当該所定測定時間
経過後の運転状態が安定した時の水分量を推定し、該推
定された水分量を所定の設定しきい値と比較して、その
比較結果から空気調和機水分品質の合否判定を行う合否
判定手段を設けた場合にも、同合否判定手段により、上
記同様に適性品質のものとそうでないものとを自動的に
チェック判定して個別に選別できるようになる。

【００１９】このように、所定のしきい値と比較する水
分量に、所定測定時間経過後の運転状態が安定した時の
水分量推定値を使用するようにすると、水分量の測定時
間が短時間で済むにも拘わらず、合否判定精度が向上
し、信頼性が高くなる。

【００２０】

【発明の効果】以上の結果、本願各発明の空気調和機の
水分検査装置によると、個々の製品の合否判定を含む冷
媒中の水分検査を、空気調和機の製造ライン上で自動的
かつ迅速に行えるようになり、作業能率が大きく向上す
る。そして、個々の製品の全数検査が可能となるので、
サンプリング方式の抜き取り検査の場合のようなロット
不良を回避することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１〜図６は、必要に応じて空気調和機製造ラインの運
転検査装置に組合わせて使用できるようにした本願発明
の実施の形態１に係る空気調和機の水分検査装置の構成
と作用を示している。

【００２２】先ず図１は、同装置の全体的な構成を示し
ている。図中符号１は運転検査用マスター機としての室
内機、２は検査対象製品である室外機であり、室内機１
と室内機２は連絡用の冷媒配管３ａ，３ｂを介して相互
に接続されている。そして、該冷媒配管３ａ，３ｂの一
方側冷媒配管３ａの途中にはバイパス管４を介して冷媒
中の水分の露点および冷媒の温度を示す情報を出力する
露点および温度検知手段としての水分センサ５が着脱可
能に取付けられている。

【００２３】バイパス管４は、例えば図２に示されるよ
うに、開閉弁Ｖ₁〜Ｖ₃を備えて構成されており、室内機
１側開閉弁Ｖ₁と室内機２側開閉弁Ｖ₃との間に位置して
水分センサ５の、内部を冷媒が通る筒状のプローブホル
ダ５ａ部を介設している。水分センサ５は、上記プロー
ブホルダ５ａの内側に水分検知部および温度検知部を備
えたプローブ５ｂを嵌挿して構成されており、該水分検
知部および温度検知部を備えたプローブ５ｂを介して上
記プローブホルダ５ａ内を流れる冷媒の水蒸気圧および
温度（正確には冷媒の水蒸気圧および温度に対応したイ
ンピーダンスの変化）を検知して出力する。そして、該
検知出力は、水分計用ケーブル６を介して具体的な露点
および温度測定手段（演算手段）としての水分計７に入
力される。

【００２４】上記冷媒配管３ａ部分およびバイパス管４
部分の冷媒は冷房運転時又は暖房運転時の各々に対応し
て図示破線のように流れる。

【００２５】上記水分センサ５のプローブ５ｂ部に設け
られている水分検知部は、例えば静電容量式のもので構
成されており、気体、液体中の微量水分を当該水分検知
部で測定するようになっている。該水分検知部の構造
は、次のように形成されている。例えば先ずアルミニウ
ム板の片側に特殊な方法で電解をほどこし、多孔質な酸
化アルミニウム層を作る。酸化アルミニウムの表面は規
則正しい間隔で多数の気孔が分布しており、さらにこの
表面に金を蒸着する。そして、アルミニウムベースと金
の薄膜を両極とした酸化アルミニウムキャパシター（イ
ンピーダンス素子）を構成させる。これが検出電極部と
なる。この検出電極部を冷媒等の測定雰囲気中に入れる
と、同雰囲気中の水の蒸気圧に比例した数の水の分子が
酸化アルミニウムの細孔の中に浸透していく。そして、
この細孔の中に入った水の分子は細孔壁に吸着して、速
やかに平衡状態になり細孔壁の抵抗値を変える。したが
って、吸着した水の分子の数にしたがって検出電極部の
インピーダンス値が変わる。すなわち水の蒸気圧の変化
をインピーダンス値の変化として検出するわけである。

【００２６】そして、このインピーダンス値の変化は水
分計７より送られてくる電圧パルス（１Ｖで７７ＨＺの
電圧パルス）の位相をずらすため、該パルス位相のズレ
の大きさが露点に関する情報を示すことになる。また酸
化アルミニウムの細孔壁の水分分子に対する吸着エネル
ギーは非常に小さいため、水分分子は簡単に吸着又は放
出され、刻々変化する露点に関する情報を迅速に、しか
も連続して出力することができる。

【００２７】また、上記温度検知部は例えばサーミスタ
により形成されており、冷媒温度の変化に応じて変化す
る特性の電気信号を出力する。

【００２８】そして、次に水分計７は、該水分センサ５
の上記水分検知部および温度検知部からの出力に基いて
具体的に冷媒の露点ＤＰと温度Ｔを測定する。

【００２９】該露点および温度の測定値ＤＰ，Ｔは、ア
ナログ電圧信号として出力されるので、データロガー８
を介してデジタル化された後に、水分量演算手段および
合否判定手段であるパーソナルコンピュータ９に入力さ
れる。該パーソナルコンピュータ９では、上記冷媒の露
点ＤＰおよび温度ＴとからＧｏｆｆ−Ｇｒａｔｃｈの式
を用いて具体的に水蒸気圧ＷＰ（ｍｍＨｇ）を演算し、
該冷媒中の水分の露点ＤＰおよび冷媒の温度Ｔに対応し
た水蒸気圧ＷＰと該冷媒の種類および該冷媒の温度Ｔに
対応したヘンリー定数Ｋとから最終的に冷媒中の水分量
（飽和水分濃度）Ｃを算出してディスプレイ９ａ上に表
示する。

【００３０】この場合、上記ヘンリー定数Ｋは、計算上
測定する冷媒（液体）の飽和水分量と各温度での飽和水
蒸気圧とから求められるが、本実施の形態では、これを
さらに実験で求めなおすことによって、より高い測定精
度をあげるようにしている。

【００３１】このようにして得た例えば４組の水分量の
測定データａ〜ｄの変化を図５に示す。当然のことなが
ら、上記冷媒中の水分量は、運転状態によって変化す
る。従って、限られた運転検査時間内で合否判定を行う
には、該短時間（ｔ₁〜ｔ₂）内の水分量の測定データａ
〜ｄの基準となるしきい値Ａとの比較のほか、該測定時
間内の測定量の変化から運転状態が安定した時の水分量
を推定して、これを基準となるしきい値Ａと比較して行
うようにすることが必要である（図６参照）。また、該
測定時間（ｔ₁〜ｔ₂）内の水分量の変化パターンそのも
のを見ることも必要である（図５のｄ参照）。

【００３２】次に、以上のような要求に対応して構成さ
れた本実施の形態に係る空気調和機の水分検査装置の水
分検査方法を図４のフローチャートを参照して詳細に説
明する。

【００３３】すなわち、まず空気調和機製造ライン上の
運転検査装置が設置されている運転検査ステーションに
検査対象となる室外機２が到達すると、上述の運転検査
に使用されるマスター用の室内機１と検査対象製品であ
る室外機２とが冷媒配管３ａ，３ｂにより接続されて、
まず運転検査が開始される（ステップＳ₁）。さらに、
それと同時に上記一方の冷媒配管３ａに対して図２のよ
うに水分検査装置の水分センサ５が装着されて水分検査
が開始される（ステップＳ₂）。

【００３４】該水分検査は、まず上述のようにして水分
センサ５および水分計７によって上記冷媒配管３ａ内を
流れる冷媒中の水分量Ｃを図５に示すように所定時間ｔ
₁〜ｔ₂内測定し（ステップＳ₃）、まず該ｔ₁〜ｔ₂内の
測定水分量Ｃに基いて該測定水分量Ｃが許容水分量の限
界を示す所定の基準しきい値Ａ以上であるか否かを判定
する（ステップＳ₄）。そして、その結果、該所定測定
時間ｔ₁〜ｔ₂内の測定水分量Ｃが上記しきい値Ａ以上で
ある場合は当該検査対象製品である室外機２は不合格と
判定する一方、上記所定測定時間ｔ₁〜ｔ₂内の測定水分
量Ｃが上記しきい値Ａよりも低い時には、さらに図５に
示すように当該所定測定時間ｔ₁〜ｔ₂内の測定水分量Ｃ
の変化パターンそのものがｄのような局部的な変化を伴
うものであるか、又はａ，ｂのように少くとも増大変化
しないものであるか、それともｃのように増大変化する
ものであるか、をそれぞれパターン判定する（ステップ
Ｓ₅）。その結果、同図示ｄのような場合には検査対象
製品内に局部的に多量の水分を含んでいるか、又は設備
異常であると考えられるので、当該製造ラインから取り
出して再検査ステーションに移送して再検査を行う。

【００３５】他方、所定測定時間ｔ₁〜ｔ₂内の測定水分
量Ｃの変化が図５のｄような局部的な変化を伴わない
で、しかも上記しきい値Ａよりも低い図５のａ，ｂのよ
うな一定又は下降変化を示す測定水分量で、もちろん上
記しきい値Ａよりも低い場合には、そのまま合格と判定
する。一方、しきい値Ａよりも低く、またｄのような局
部変化はないが、次第に増大変化するｃの場合には、さ
らに上記所定測定時間ｔ₁〜ｔ₂経過後の測定水分量Ｃの
増大パターンを図６の破線で示すように推定し、該推定
された水分量Ｃ′を基に上記しきい値Ａと比較すること
によって合否判定を行う（ステップＳ₆）。

【００３６】該比較判定の結果、推定水分量Ｃ′が上記
しきい値Ａ以上である時は不合格と判定する一方、該推
定水分量Ｃ′も上記しきい値Ａよりも低い時に初めて該
製品を合格として、運転検査も合格の場合には続いて所
定の次工程に移送し、水分検査、運転検査を共に終了す
る（ステップＳ₇，Ｓ₈）。

【００３７】以上の合否判定内容を表にして示すと、次
のようになる。

【００３８】

【表１】

【００３９】以上の結果、本実施の形態の空気調和機の
水分検査装置によると、次のような効果を得ることがで
きる。

【００４０】１）個々の製品の合否判定を含む冷媒中
の水分検査を空気調和機の製造ライン上で自動的かつ迅
速に行えるようになり、作業能率が大きく向上する。

【００４１】２）運転検査と並行して自動的に個々の
製品の水分検査を行なうので、全数検査が可能となり、
より信頼性の高い品質を確保できる。

【００４２】３）全数検査ができることで、前工程で
の必要以上の乾燥等は必要なくなり、水分管理面での負
担が低減できる。

【００４３】４）サンプリング方式の抜き取り検査の
場合のようなロット不良を回避することができる。

【００４４】（実施の形態２）図７は、例えば空気調和機製造ライン上の運転検査装置
に対して組込んで形成された本願発明の実施の形態２に
係る空気調和機の水分検査装置の概略構成を示してい
る。

【００４５】該構成では、室外機組立ラインの最終工程
に設置されている従来の運転性能検査装置そのものに上
記実施の形態１に係る水分検査装置と同様の機能を組込
んでいることから、特にインラインでの使用に最適なも
のになっている。

【００４６】図中符号１は上記実施の形態１の場合と同
様の運転検査用マスター機としての室内機、２は検査対
象製品である最終組立完了後の室外機であり、室内機１
は脚部２１，２１を有して室外機組立ラインの最終工程
にインライン設置された運転検査装置キャビネット２０
の上部に設けられ、また室外機２はキャスター型製品搬
送台２２上に載置されている。上記運転検査装置キャビ
ネット２０は、箱状の本体部１２内に、上記実施の形態
１の水分検査装置１０における水分計７、データロガー
８、パーソナルコンピュータ９等を収納して構成されて
いる。また、上記パーソナルコンピュータ９の検査結果
表示用のディスプレイ９ａは、上記キャビネット２０の
本体部１２の図面左側下部に固定して設けられている。

【００４７】さらに、上記キャビネット２０の本体部１
２右側部には、前面側下部に位置して上記室内機１側冷
媒配管との接続口部２３が設けられ、また右側面２４に
位置して室内機側冷媒配管が設けられている。そして、
上記接続口部２３を利用してシンフレックスホース１３
ａ，１３ｂを介し室内機１側冷媒配管と室外機２側内部
冷媒配管とが相互に着脱可能に接続されている。また、
上記キャビネット２０右側面２４の室内機側冷媒配管に
対し、水分センサ５のプローブホルダ５ａ部がバイパス
管４を介して図２の場合と同様に接続されるようになっ
ており、該プローブホルダ５ａ内に上記水分検知部およ
び温度検知部を備えたプローブ５ｂが螺合挿入されてい
る。

【００４８】そして、該構成においても、上述の図４の
フローチャートに示される場合と全く同様にして水分量
を検出し、所定のしきい値と比較することによって容易
に合否判定を行うことができる。

【００４９】そして、該構成の場合、特にインライン状
態で設置された運転検査装置本体そのものに水分検査装
置が組み込まれているので、運転検査との並行操作が容
易であり、余分な設置スペースも取らない。

【００５０】（実施の形態３）なお、上述の各実施の形態では、水分検査の合否判定手
段であるパーソナルコンピュータ９へのデジタル信号入
力にチャンネル増設の容易なデータロガー８を使用する
ようにしたが、これは例えば図８に示すようにＡ／Ｄ変
換ボード１８に置き替えても良いことは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態１に係る空気調和機の水
分検査装置の全体的な構成を示す図である。

【図２】同水分検査装置の水分センサ設置部の構成を示
す拡大図である。

【図３】同水分検査装置の水分計からパーソナルコンピ
ュータ部までのシステム構成と対応する作用の概略を示
すブロック図である。

【図４】同水分検査装置の水分検査方法を示すフローチ
ャートである。

【図５】同水分検査装置の合否判定方法を示す説明図で
ある。

【図６】同水分検査装置の合否判定方法における精度向
上手法を示す説明図である。

【図７】本願発明の実施の形態２に係る空気調和機の水
分検査装置のシステム構成を示す図である。

【図８】本願発明の実施の形態３に係る水分検査装置の
要部のシステム構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１は室内機、２は室外機、３ａ，３ｂは冷媒配管、４は
バイパス管、５は水分センサ、５ａはプローブホルダ、
５ｂはプローブ、６は水分計用ケーブル、７は水分計、
８はデータロガー、９はパーソナルコンピュータ、９ａ
は表示用ディスプレイ、１２は運転検査装置キャビネッ
トの本体部、２０は運転検査装置キャビネット、２２は
製品搬送台、２３は接続口部、２４はキャビネット右側
面である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 49/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室内機および室外機よりなる空気調和機
の組立完了後の運転検査を行う製造ライン上の運転検査
装置に対して、当該空気調和機の冷媒中の水分量を検出
測定する水分量測定手段を組み合わせ、本来の運転検査
と並行して同時に水分検査を行えるようにしてなる空気
調和機の水分検査装置において、上記水分量測定手段
は、室外機と室内機とを連絡する冷媒配管の途中に設け
られ、冷媒の水蒸気圧および温度を検知して出力する水
分センサと、該水分センサから出力される冷媒の水蒸気
圧および温度を示す出力に基いて冷媒の露点および温度
を測定する露点および温度測定手段と、該露点および温
度測定手段により測定された冷媒の露点および温度に基
いて水分量を算出する水分量演算手段とを備えて構成さ
れていることを特徴とする空気調和機の水分検査装置。
【請求項２】水分量演算手段により演算された所定測
定時間内の水分量を所定の設定しきい値と比較し、空気
調和機水分品質の合否判定を行う合否判定手段を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の水分検査
装置。
【請求項３】水分量演算手段により演算された所定測
定時間内の水分量の変化パターンを基にして空気調和機
の水分品質の合否判定を行う合否判定手段を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の空気調和機の水分検査装
置。
【請求項４】水分量演算手段により演算された所定測
定時間内における水分量の変化から、当該所定測定時間
経過後の運転状態が安定した時の水分量を推定し、該推
定された水分量を所定の設定しきい値と比較して空気調
和機水分品質の合否判定を行う合否判定手段を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の空気調和機の水分検査装
置。