JP3508284B2 - 空気調和機及び空気調和機の不純物除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気調和機及び空気調
和機の不純物除去方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、オゾン層破壊防止用としてＨＣＦ
Ｃ２２用空調・冷凍機の代替冷媒化を行う必要が生じて
いるが、この際、冷媒と共に冷凍機油も同時に替える必
要がある。候補冷媒であるＨＦＣ系冷媒用の冷凍機油と
しては、合成油（例えば、エステル、エーテル、アルキ
ルベンゼン油等）が考えられている。

【０００３】このような合成油を冷凍機油として使用す
ると、従来のスニソ油などの鉱物油と違って、冷凍機油
と冷媒以外の残留不純物（いわゆるコンタミと呼ばれる
もので、冷媒回路内に残留した切削油、転造油、拡管
油、加工油等の残留油、及び金属磨耗粉、ポリマー等の
残留異物）に注意する必要がある。その理由はこれら残
留不純物によって減圧器（例えば、キャピラリーチュー
ブ、膨張弁等の細管類）に詰まりなどの不具合が生じる
ためである。そのためＨＦＣ系冷媒／合成油搭載機での
製品システムにおいては、残留不純物の除去をするの
に、フラッシング運転、すなわちシステムの冷媒系内に
ついての洗浄運転を行うようにしている。例えば、本出
願人の先の出願（特願平６−２９９１４３号）の空気調
和機では、冷媒回路に冷媒、冷凍機油を充填して所定時
間だけ洗浄運転を行ない、洗浄運転終了後、圧縮機の底
部に設けた抽出・充填用ポートを利用して冷媒、冷凍機
油の交換作業を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記方法にお
いては、残留不純物を管理基準以下にまで除去するの
に、冷媒及び油を入れ換えて数回の洗浄運転を行ってい
たが、この方法には以下のような問題点があった。 洗浄に多くの時間と手数とを要し、そのためコストア
ップを招く。 抽出ポートを圧縮機の底部に設けているので、全ての
冷媒、冷凍機油等を抽出しないと冷媒、冷凍機油に浮遊
している残留不純物を除去できないため、洗浄運転には
多量の冷媒、冷凍機油が必要となりコストアップを招
く。

【０００５】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、製品洗浄運転工
数の削減と、入れ換えに要する冷媒、冷凍機油量の削減
と、洗浄効果を高めることによる製品信頼性の向上とを
図ることが可能な空気調和機及び空気調和機の不純物除
去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】そこで請求項１の空気調
和機は、圧縮機１と、熱源側熱交換器９と、膨張機構１
４と、利用側熱交換器１８とを順に接続して閉回路の冷
媒回路を形成し、上記冷媒回路に冷媒を循環させる空気
調和機において、残留不純物よりも比重が大きい洗浄油
と共に冷媒を上記冷媒回路に充填し、冷媒回路の洗浄運
転後に冷媒、洗浄油等を抽出するための抽出ポート２２
を上記圧縮機の側面に設けたことを特徴としている。

【０００７】また請求項２の空気調和機の不純物除去方
法は、圧縮機１と、熱源側熱交換器９と、膨張機構１４
と、利用側熱交換器１８とを順に接続して閉回路の冷媒
回路を形成し、上記冷媒回路に冷媒を循環させる空気調
和機の不純物除去方法において、冷媒、洗浄油等を抽出
するための抽出ポート２２を上記圧縮機１の側面に設
け、残留不純物よりも比重が大きい洗浄油と共に冷媒を
上記冷媒回路に充填して冷媒回路の洗浄運転を行ない、
上記洗浄運転後に冷媒、洗浄油等を上記抽出ポート２２
から抽出することを特徴としている。

【０００８】さらに請求項３の空気調和機及び空気調和
機の不純物除去方法は、上記洗浄油がフッ素油であるこ
とを特徴としている。

【０００９】請求項４の空気調和機及び空気調和機の不
純物除去方法は、冷媒、洗浄油等を抽出後、上記冷媒回
路内の残存液をそのまま冷媒、冷凍機油として使用する
ことを特徴としている。

【００１０】請求項５の空気調和機及び空気調和機の不
純物除去方法は、上記抽出ポート２２は、圧縮機１の略
規定量油面高さの位置に設けたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】上記請求項１の空気調和機では、残留不純物よ
りも比重が大きい洗浄油と共に冷媒を冷媒回路に充填し
ているので、洗浄運転を行うと、冷媒回路内の凹所等の
ように通常の油では残留不純物を回収し難い場所におい
ても比重差により残留不純物が上方に押し出され、冷
媒、洗浄油と共に圧縮機１のケーシング内部に返流され
てきて、油溜り部で浮遊する。また抽出ポート２２を圧
縮機１の側面に設けているので、冷媒、洗浄油等の全て
を抽出しなくても溜り部に浮遊している残留不純物を除
去できる。

【００１２】請求項２の空気調和機の不純物除去方法で
は、残留不純物よりも比重が大きい洗浄油と共に冷媒を
冷媒回路に充填して洗浄運転を行うと、冷媒回路内の凹
所等のように通常の油では残留不純物を回収し難い場所
においても比重差により残留不純物が上方に押し出さ
れ、冷媒、洗浄油と共に圧縮機１のケーシング内部に返
流されてきて、油溜り部で浮遊する。抽出ポート２２は
圧縮機１の側面に設けたので、冷媒、洗浄油等の全てを
抽出しなくても油溜り部に浮遊している残留不純物を除
去できる。

【００１３】請求項３の空気調和機及び空気調和機の不
純物除去方法では、フッ素油の比重が残留不純物よりも
大きく、かつ残留不純物との相溶性が悪いことから、上
記残留不純物の上方への押し出し作用が一段と向上す
る。

【００１４】請求項４の空気調和機及び空気調和機の不
純物除去方法では、冷媒、洗浄油等を抽出後、冷媒回路
内の残存液を冷媒、冷凍機油としてそのまま使用するの
で、洗浄運転終了後に冷媒、冷凍機油に入れ換える必要
がない。

【００１５】請求項５の空気調和機及び空気調和機の不
純物除去方法では、圧縮機１の略規定量油面高さの位置
に設けた抽出ポート２２から冷媒、洗浄油等を抽出する
ので、冷媒油面高さを冷媒規定量油面高さに調整する作
業が容易である。

【００１６】

【実施例】次にこの発明の空気調和機及び空気調和機の
不純物除去方法の具体的な実施例について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。図１にこの実施例における冷媒
回路図を示す。同図において、Ａは室外ユニットを、Ｂ
は室内ユニットをそれぞれ示している。室外ユニットＡ
には圧縮機１が設けられており、その吐出配管２と吸込
配管３とは四路切換弁４に接続されている。なお吸込配
管３にはアキュームレータ５が介設されている。四路切
換弁４には、第１ガス管６と第２ガス管７とがそれぞれ
接続されている。第２ガス管７には、室外熱交換器９が
接続され、室外熱交換器９には、プロペラファン１０が
付設されている。また室外熱交換器９には、第１液管１
１、レシーバ１２、第２液管１３が順次接続されてお
り、第１液管１１には電動膨張弁１４が介設されてい
る。また第２液管１３には液閉鎖弁１５、第１現地配管
１６が順次接続されている。一方第１ガス管６にはガス
閉鎖弁８、第２現地配管１７が順次接続されている。第
１現地配管１６と第２現地配管１７の間には室内熱交換
器１８が接続され、室内熱交換器１８にはクロスフロー
ファン１９が付設されている。また第２液管１３と第１
液管１１とはデフロスト用バイパス管２０で接続され、
デフロスト用バイパス管２０には、電磁弁２１が介設さ
れている。なお２５は逆止弁、２６はキャピラリーチュ
ーブ、２７、２８はマフラー、２９、３０は片ユニオン
管継手をそれぞれ示している。

【００１７】上記冷媒回路においては、図中破線矢印で
示すように、圧縮機１から吐出された冷媒を凝縮器とな
る室外熱交換器９から蒸発器となる室内熱交換器１８へ
と回流させることによって冷房運転を行う。また吐出さ
れた冷媒を上記とは逆に凝縮器となる室内熱交換器１８
から蒸発器となる室外熱交換器９へと回流させることに
よって暖房運転を行う（図中実線矢印）。

【００１８】図１の冷媒回路に示すように、圧縮機１に
は冷媒、油を抽出、充填するための抽出、充填用ポート
２２（以下「抽出ポート」という）が設けられている。
ここで圧縮機１とアキュームレータ５及び抽出ポート２
２との接続態様を図２に示す。図２においてアキューム
レータ５の上部に形成されている吸込ポート３１は、上
記冷媒回路と接続されて冷媒が吸込まれるポートであ
る。また圧縮機１の上部に形成されている吐出ポート３
４は、上記冷媒回路と接続されて冷媒が吐出されるポー
トである。上記抽出ポート２２は圧縮機１の側面に設け
られている。

【００１９】圧縮機の縦断面図を図３に示す。ここでの
圧縮機１は高圧ドーム、低圧ドームの両方を示してい
る。図において、５１はモータ、５２はシャフト、５３
はシリンダである。上記抽出ポート２２は圧縮機１の側
面の略冷媒規定量油面高さの位置に設けられており、圧
縮機１の内部に向かって略水平に抽出管５４が圧縮機ケ
ーシング５５に挿入されている。抽出管５４には、図４
に示すように、不純物を取り込みやすくするために小径
の抽出孔５６が複数箇所設けられており、不純物は冷媒
と共に抽出孔５６に取り込まれて、抽出管５４を通り、
抽出ポート２２から放出される。

【００２０】次に図１の冷媒回路内に残留する不純物の
除去方法について説明する。ここで残留不純物とは、通
常コンタミンと呼ばれるもので、冷凍機油以外の冷媒系
内に入っている切削油、転造油、拡管油、及び加工油等
の残留油を含み、さらに金属磨耗粉、ポリマー等の残留
異物を含むものである。冷媒回路内の残留不純物を除去
するのは、冷媒、油を冷媒回路に充填し、所要時間洗浄
運転をした後、冷媒、油等を排出することによって行
う。この実施例では、残留不純物よりも比重が大きい洗
浄油であるフッ素油と共に、塩素を含まない弗化炭素系
冷媒を主成分とする冷媒であるＨＦＣ系冷媒（ＨＦＣ３
２、ＨＦＣ１２５、ＨＦＣ１３４ａ）を冷媒規定油量よ
り多めに冷媒回路に充填する。ただし油面が圧縮機１の
モータ５１の回転子に接触する場合には、モータ５１の
回転子の回転により冷媒等が吐出されてしまうので、モ
ータ５１の回転子には接触しないぐらいの高さになるま
で充填する。そして洗浄運転として通常の冷房あるいは
暖房運転を行なう。

【００２１】洗浄運転を行なうと冷媒回路内の凹所（例
えば熱交換器の底）等のように通常の油では残留不純物
を回収しがたい場所においてもフッ素油との比重差によ
り残留不純物が上方に押し出される。そして残留不純物
は、冷媒、フッ素油と共に圧縮機ケーシング５５内部に
返流されてきて圧縮機の油溜り部５７で浮遊する。洗浄
運転終了後、抽出ポート２２を開口すると冷媒、フッ素
油が抽出されて油面が次第に下がっていき、油面近傍で
浮遊する残留不純物が抽出され、最終的には油面が抽出
ポート２２と同じくらいの高さとなる。抽出後の冷媒回
路内の残存液は、冷媒、冷凍機油としてそのまま使用す
る。洗浄運転が終了して冷媒、フッ素油等を抽出した後
は抽出ポート２２にピンチロウ付等を行ない、開口部を
再閉塞する。

【００２２】以上のようにこの実施例の空気調和機及び
空気調和機の不純物除去方法では、フッ素油を冷媒と共
に冷媒回路に充填して洗浄運転を行なうことにより、冷
媒回路内の凹所等のように通常の油では残留不純物を回
収し難い場所においても、比重差により残留不純物は上
方に押し出されるので、洗浄運転に要する時間が短縮
し、手数が減少するので、製品洗浄運転工数の削減が可
能となり、コストダウン化を図ることができる。さらに
従来の洗浄運転よりも洗浄効果が高いので、製品の信頼
性を向上させることができる。

【００２３】またフッ素油との比重差により残留不純物
は圧縮機１の油溜り部５７で浮遊しており、圧縮機１の
側面に抽出ポート２２を設けているので、冷媒、フッ素
油の全てを抽出しなくても油溜り部５７で浮遊している
残留不純物を除去でき、洗浄運転後の冷媒回路内の残存
液は冷媒、冷凍機油としてそのまま使用できる。したが
って従来よりも洗浄運転に要する冷媒、油の量の削減が
可能となるため、コストダウン化を図ることができる。

【００２４】さらに抽出ポート２２を圧縮機１の略冷媒
規定油量面高さの位置に設けているので、冷媒、フッ素
油と共に残留不純物を抽出して冷媒油面高さを冷媒規定
量油面高さにする作業が容易である。したがって作業性
の向上によるコストダウンを図ることができる。

【００２５】以上のようにこの発明の空気調和機及び空
気調和機の不純物除去方法の実施例について説明した
が、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
この発明の範囲内で種々変更して実施することができ
る。例えば、上記実施例では、フッ素油を冷媒と共に残
留不純物よりも比重が大きい洗浄油としてフッ素油を使
用しているが、これに限定されるものではない。ただフ
ッ素油は残留不純物よりも比重が大きく、かつ残留不純
物との相溶性が悪いので洗浄油として適している。

【００２６】また、抽出管５４の形状も上記実施例に限
定されるものではない。そこで抽出管の別の実施例を図
５に示し、以下説明する。図５（ａ）の抽出管６１は先
端の断面積が徐々に拡大するディフューザ形状にして、
残留不純物が流れ込み易くしている。挿入長さｌは最適
長さとする。図５（ｂ）の抽出管６２は先端を上に向け
ると共に円錐形に広げた構造にしたフレア構造にして残
留不純物が流れ込み易くしている。挿入長さｌ、フレア
角度θ（７°〜１０°）は最も不純物が流れ込みやすい
値に設定する。図５（ｃ）の抽出管６３は素管のままで
あって、製作しやすさを重視している。挿入長さｌは最
適長さにする。なお上記実施例に別の実施例を加えた４
種類の抽出管の内では、図５（ｂ）の抽出管６２が残留
不純物を吸い込み易いため最も優れていたことを確認し
ている。

【００２７】ところで上記実施例において、さらに洗浄
効果を高めることを目的として、図１の冷媒回路におい
て、運転時間、発停回数及び吐出温度をパラメータにし
て製品洗浄効果を調査した。その結果、図６に示すよう
に運転時間を長くとるよりも、発停回数を多くする方が
洗浄効果は大きかった。ちなみに運転時間を数十時間と
して発停を数回行なう洗浄運転を所定回数だけ繰り返す
よりも、運転時間を短時間として発停を数十回行う洗浄
運転を所定回数だけ繰り返す方が洗浄効果は大きかっ
た。したがって発停回数を多くすることにより冷媒系内
にある残留不純物を従来よりも短時間で除去できること
が明らかとなった。また圧縮機１の吐出ポート３４（高
圧側）とアキュームレータ５の吸引ポート３１（低圧
側）との差圧ΔＰは吐出温度に比例するので吐出温度を
高くすると圧縮機１のモータ内（積層板間）に溜まって
いる残留不純物は押し出されやすくなった。したがって
吐出温度を上昇させて差圧ΔＰを大きくすることが洗浄
効果を高めるには有効であることが明らかとなった。

【００２８】次に実際の洗浄運転を図７の制御フローチ
ャート図を用いて説明する。洗浄運転を行うにはまず洗
浄運転モードスイッチをＯＮ操作する（ステップＳ
１）。次に外気温度を測定する（ステップＳ２）。ステ
ップＳ２で測定した外気温度がある一定温度以上である
ときは冷房モードで洗浄運転を行ない（ステップＳ
３）、そうでないときは暖房モードで洗浄運転を行う
（ステップＳ４）。次にステップＳ５において吐出管温
度Ｔ_ｄ又は凝縮温度Ｔ_ｃが設定温度Ｔ_１以下の場合は運
転周波数を上昇させる（ステップＳ６）。吐出管温度Ｔ
_ｄ又は凝縮温度Ｔ_ｃが設定温度Ｔ_１より高い場合、ある
いはステップＳ６においてて運転周波数を上昇させてＴ
_ｄ又はＴ_ｃがＴ_１より高くなった場合、ステップＳ７へ
進む。ステップＳ７においては、運転回数Ｎが１回目の
場合、冷媒及び油を暖めるため運転時間Ｔが６０分経過
するまで運転を継続し、その後ステップＳ８へと進む。
一方運転回数Ｎが２回目移行の場合は、冷媒及び油はす
でに暖まっているため運転時間Ｔが１０分経過するまで
運転を継続し、その後ステップＳ８へ進む。ステップＳ
８では運転を３分停止し、ステップＳ９へ進む。ステッ
プＳ９では、運転回数Ｎが設定回数ｎ_１以上となったと
きはステップＳ１０へ進み、運転回数Ｎが設定回数ｎ_１
より小のときはステップＳ５へ進み、上記運転を繰返
す。ステップＳ１０においては、アラーム表示を行う。
そして運転を停止する（ステップＳ１１）。

【００２９】上記した図７に示す洗浄運転制御方法で
は、吐出温度及び運転時間を一定温度及び一定時間に制
御し、運転／停止を繰り返すことにより、冷媒回路内に
ある残留不純物を従来よりも短時間で除去することが可
能であると共に、洗浄効果も高めることが可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように請求項１の空気調和機及び
請求項２の空気調和機の不純物除去方法では、洗浄運転
を行うと、冷媒回路内の凹所等のように通常の油では残
留不純物を回収し難い場所においても、比重差により残
留不純物を上方に押し出して除去する。したがって従来
よりも洗浄運転に要する時間が短縮し、手数が減少する
ので、製品洗浄運転工数の削減が可能となり、コストダ
ウン化を図ることができる。さらに従来の洗浄運転より
も洗浄効果が高いので、製品の信頼性を向上させること
ができる。また抽出ポートを圧縮機の側面に設けている
ので、冷媒、洗浄油等の全てを抽出しなくても浮遊して
いる残留不純物を除去できる。したがって従来よりも洗
浄運転に要する冷媒、油の量を削減できるのでコストダ
ウン化を図ることができる。

【００３１】また請求項３の空気調和機及び空気調和機
の不純物除去方法では、上記請求項１の効果が一段と確
実に得られる。

【００３２】また請求項４の空気調和機及び空気調和機
の不純物除去方法では、冷媒、洗浄油等を抽出後、冷媒
回路内の残存液を冷媒、冷凍機油としてそのまま使用で
きるので、洗浄運転終了後に冷媒、冷凍機油に入れ換え
る必要がない。従って冷媒、冷凍機油量の削減によるコ
ストダウン化を図ることができる。

【００３３】また請求項５の空気調和機及び空気調和機
の不純物除去方法では、冷媒、洗浄油等を抽出して冷媒
油面高さを冷媒規定量油面高さにする作業が容易であ
る。従って作業性向上によるコストダウン化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における冷媒回路図であ
る。

【図２】上記実施例における圧縮機とアキュームレータ
及び抽出、充填用ポートとの接続態様を示す説明図であ
る。

【図３】上記実施例における圧縮機の縦断面図である。

【図４】上記実施例における抽出管の正面図である。

【図５】抽出管の別の実施例の正面図である。

【図６】上記実施例における冷媒回路において運転時間
と発停回数をパラメータにして製品洗浄効果を調査した
結果を示すグラフである。

【図７】上記実施例における洗浄運転の制御フローチャ
ート図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ９ 室外側熱交換器 １４ 電動膨張弁 １８ 室内側熱交換器 ２２ 抽出・充填ポート

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−29023（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−83545（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−97587（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−202879（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−127953（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−356673（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−66482（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−129052（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 43/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）と、熱源側熱交換器（９）
   と、膨張機構（１４）と、利用側熱交換器（１８）とを
   順に接続して閉回路の冷媒回路を形成し、上記冷媒回路
   に冷媒を循環させる空気調和機において、残留不純物よ
   りも比重が大きい洗浄油と共に冷媒を上記冷媒回路に充
   填し、冷媒回路の洗浄運転後に冷媒、洗浄油等を抽出す
   るための抽出ポート（２２）を上記圧縮機の側面に設け
   たことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 圧縮機（１）と、熱源側熱交換器（９）
   と、膨張機構（１４）と、利用側熱交換器（１８）とを
   順に接続して閉回路の冷媒回路を形成し、上記冷媒回路
   に冷媒を循環させる空気調和機の不純物除去方法におい
   て、冷媒、洗浄油等を抽出するための抽出ポート（２
   ２）を上記圧縮機（１）の側面に設け、残留不純物より
   も比重が大きい洗浄油と共に冷媒を上記冷媒回路に充填
   して冷媒回路の洗浄運転を行ない、上記洗浄運転後に冷
   媒、洗浄油等を上記抽出ポート（２２）から抽出するこ
   とを特徴とする空気調和機の不純物除去方法。
3. 【請求項３】 上記洗浄油がフッ素油であることを特徴
   とする請求項１の空気調和機又は請求項２の空気調和機
   の不純物除去方法。
4. 【請求項４】 冷媒、洗浄油等を抽出後、上記冷媒回路
   内の残存液をそのまま冷媒、冷凍機油として使用するこ
   とを特徴とする請求項１の空気調和機又は請求項２の空
   気調和機の不純物除去方法。
5. 【請求項５】 上記抽出ポート（２２）は、圧縮機
   （１）の略規定量油面高さの位置に設けたことを特徴と
   する請求項４の空気調和機又は空気調和機の不純物除去
   方法。