JP4354881B2 - 冷媒充填装置 - Google Patents

Description

この発明は、冷媒容器から、例えば冷熱機器などの冷媒回路内に、冷媒を充填する冷媒充填装置に関する。

従来の冷媒充填方法及びその冷媒充填装置では、冬場など周囲温度が低い時あるいは冷媒容器内の冷媒量が減少した時に、冷媒容器の内圧が低下し、その結果、充填圧力が不足する場合に利用する装置として、冷媒容器の周囲に加熱手段を設けている。あるいは加熱手段の具体例として電気ヒータを設け、冷媒容器をサーモスタットで一定温度に保つとともに、充填時間をタイマーにより設定することで、規定量を充填している。（例えば、特許文献１）。

また、加熱手段として圧縮機から吐出された高温の冷媒ガスを利用する加熱器を設けているものもある（例えば、特許文献２）。
特開平８−４９９４７号公報 特開２０００−３４６５０３号公報

従来の冷媒充填方法及びその冷媒充填装置（例えば、特許文献１）は、冷媒容器（特許文献１では冷媒充填缶と記載）の加熱手段として電気ヒータによる加熱が、冷媒充填装置における冷媒回路の真空引き作業の開始と共に開始され、冷媒回路への冷媒充填作業の終了と共に停止される制御となっている。また充填量は、冷媒容器をサーモスタットで一定温度に保つとともに、充填時間をタイマーにより設定することで、規定量が充填される制御となっている。そのため従来の方法では、電気ヒータで冷媒容器を加熱するので、冬場など冷媒容器の内圧が不足する場合でも、冷媒容器内の冷媒の膨張を促進して圧力を上昇させることで、充填圧力不足を解消することができた。

しかし、管路における流量は、管路の圧力差（ここでは、冷媒容器と冷媒回路の圧力差に該当）により変動する。このため、従来の方法のように冷媒回路側の圧力を検知せずに、冷媒容器側のみ電気ヒータで加熱することで圧力を制御すると、冷媒回路の周囲環境や充填状態によって冷媒容器と冷媒回路の圧力差にばらつきが生じ、それにより流量もばらつく。したがって、充填時間のみを設定する従来の方法では、充填精度を向上させることが困難であった。

また、従来の冷媒充填方法及びその冷媒充填装置（例えば、特許文献２）は、冷媒ボンベの加熱手段として、冷媒を充填される冷熱機器の冷凍サイクルを構成する圧縮機から吐出される高温の冷媒ガスを利用する加熱器を用いる。このため、充填される冷熱機器の充填量が増えないと圧縮機から吐出される冷媒ガス温度が上がらず、加熱効果が得られない。したがって、充填におけるタクトタイムを柔軟に変えることができないという問題があった。また、冷媒を充填される冷熱機器が圧縮機を持たない製品（例えば自然循環式冷熱機器）の場合では、加熱器を利用できないという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は充填精度を上げることができる冷媒充填装置を得るものである。

また、第２の目的は充填におけるタクトタイムを可変することができる冷媒充填装置を得るものである。

また、第３の目的は冷媒充填装置の周囲温度にかかわらず、冷媒容器の充填圧力を制御できる冷媒充填装置を得るものである。

また、第４の目的は冷媒を充填される冷熱機器の圧縮機の有無にかかわらず、冷媒容器の充填圧力を制御できる冷媒充填装置を得るものである。

また、第５の目的は冷媒容器の形状や大きさにかかわらず冷媒容器の充填圧力を制御できる冷媒充填装置を得るものである。

また、第６の目的は廃熱を利用することで、エネルギーの有効活用が可能な冷媒充填装置を得るものである。

この発明の冷媒充填装置は、
冷媒を有する冷媒容器から冷媒を使用する冷媒回路に配管を介して冷媒を充填する冷媒充填装置において、
前記冷媒容器の内部の容器内圧力を測定する冷媒容器圧力測定手段と、
前記冷媒回路の内部の回路内圧力を測定する冷媒回路圧力測定手段と、
前記冷媒回路圧力測定手段が測定した回路内圧力を用いて、前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を算出する計算手段と、
前記計算手段が算出した冷媒の充填量と前記冷媒容器圧力測定手段が測定した容器内圧力とに基づいて、前記配管を流れる冷媒の流量を制御する流量制御手段と
を備えたことを特徴とする。

この発明の冷媒充填装置は、
冷媒を有する冷媒容器から冷媒を使用する冷媒回路に配管を介して冷媒を充填する冷媒充填装置において、
前記冷媒容器から前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を測定する充填量測定手段と、
前記充填量測定手段が測定した冷媒の充填量に基づいて、前記配管を流れる冷媒の流量を制御する流量制御手段と
を備えたことを特徴とする。

この発明の冷媒充填装置は、
冷媒を有する冷媒容器から冷媒を使用する冷媒回路に配管を介して冷媒を充填する冷媒充填装置において、
前記配管を流れる冷媒の流量を測定する流量測定手段と、
前記流量測定手段が測定した冷媒の流量を用いて前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を算出充填量として算出し、算出した算出充填量と前記冷媒回路に充填が予定されている予定充填量との差分を算出する計算手段と、
前記計算手段が計算した差分に基づいて、前記配管を流れる冷媒の流量を制御する流量制御手段と
を備えたことを特徴とする。

この発明の冷媒充填装置は、
冷媒を供給する複数の冷媒容器を備え、
前記複数の冷媒容器のそれぞれと接続可能であるとともに前記複数の冷媒容器のいずれかと接続している冷媒回路に対して、接続している冷媒容器から他の冷媒容器に接続を切り替え、切り替えた前記他の冷媒容器から前記冷媒回路に冷媒を充填することを特徴とする。

前記複数の冷媒容器のそれぞれは、
冷媒容器の内部の容器内圧力が所定の圧力値に制御されることを特徴とする。

前記複数の冷媒容器のそれぞれは、
冷媒容器の内部の温度が所定の値に制御されることにより、容器内圧力が所定の圧力値に制御されること特徴とする。

この発明の冷媒充填装置は、
冷媒を有する冷媒容器から冷媒を使用する冷媒回路に配管を介して冷媒を充填する冷媒充填装置において、
前記配管の途中に設置され、前記冷媒容器から流入される冷媒を蓄えて、蓄えた冷媒を前記冷媒回路に充填する蓄積手段と、
前記蓄積手段が冷媒を前記冷媒回路に充填する場合に、前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を制御する流量制御手段と
を備えたことを特徴とする。

前記蓄積手段は、略密封されており、
前記冷媒充填装置は、さらに、
前記蓄積手段の内部の圧力を示す蓄積圧力を測定する蓄積圧力測定手段と、
前記冷媒回路の内部の回路内圧力を測定する冷媒回路圧力測定手段と、
前記冷媒回路圧力測定手段が測定した回路内圧力を用いて、前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を算出する計算手段と
を備え、
前記流量制御手段は、
前記計算手段が算出した冷媒の充填量と前記蓄積圧力測定手段が測定した蓄積圧力とに基づいて、前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を制御することを特徴とする。

前記冷媒充填装置は、さらに、
前記蓄積手段から前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を測定する充填量測定手段を備え、
前記流量制御手段は、
前記充填量測定手段が測定した冷媒の充填量に基づいて、前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を制御することを特徴とする。

前記冷媒充填装置は、さらに、
前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を測定する流量測定手段と、
前記流量測定手段が測定した冷媒の流量を用いて前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を算出充填量として算出し、算出した算出充填量と冷媒回路に充填が予定されている予定充填量との差分を算出する計算手段と
を備え、
前記流量制御手段は、
前記計算手段が計算した差分に基づいて、前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を制御することを特徴とする。

前記流量制御手段は、
冷媒の温度を制御する冷媒温度制御手段を含むことを特徴とする。

前記冷媒温度制御手段は、
放熱と吸熱とを行う第１面と第２面とを有し、第１面が放熱する場合には第２面が吸熱し、第１面が吸熱する場合には第２面が放熱するペルチェ素子を含むとを特徴とする。

前記冷媒充填装置は、
前記冷媒温度制御手段が発生した廃熱を前記冷媒回路に供給する廃熱供給手段を備えたことを特徴とする。

この発明の冷媒充填装置は、
第１冷媒回路に冷媒を充填する第１冷媒容器と、
第２冷媒回路に冷媒を充填する第２冷媒容器と、
放熱と吸熱とを行う第１面と第２面とを有し、第１面が放熱する場合には第２面が吸熱し、第１面が吸熱する場合には第２面が放熱するペルチェ素子と
を備え、
前記ペルチェ素子は、
前記第１冷媒容器と前記第２冷媒容器との間に配置され、第１面が放熱することにより第１冷媒容器を加熱する場合には第２面の吸熱により第２冷媒容器を冷却し、第１面が吸熱することにより第１冷媒容器を冷却する場合には第２面が放熱して第２冷媒容器を加熱することを特徴とする。

この発明の冷媒充填装置は、冷媒容器圧力測定手段と冷媒回路圧力測定手段を持つことにより、その圧力測定値から管路の圧力差（冷媒容器と冷媒回路の圧力差に該当）を算出できる。この圧力差から、管路の流量を算出し、さらに充填時間を制御することで流量を制御することができる。この流量制御により充填精度を向上することができる。

また、流量を流量制御手段によって制御することにより、充填開始当初は充填流量を多くして充填速度を上げ、充填終了直前に充填流量を少なくして充填速度をさげることができる。よってタクトタイムの可変運用と充填精度向上の両立が図れる。

また、冷媒温度制御手段によって加熱制御することで、冷媒容器内の冷媒の膨張を促進して圧力を上昇させることができるので、冬場など冷媒容器の内圧が不足する場合でも、充填圧力不足を解消できる効果を有する。さらに、加熱制御を圧縮機に依存しないため、冷熱機器が圧縮機を持たない製品（例えば自然循環式冷熱機器）の場合においても利用できる。

実施の形態１．
図１〜３を用いて実施の形態１を説明する。図１は、この発明の実施の形態１における冷媒充填装置１００の構成図である。冷媒充填装置１００は、２つの圧力測定手段と、流量制御手段を備えることを特徴とする。流量制御手段には、例えば、加熱・冷却のいずれも可能なペルチェ素子を用いる。

図１の冷媒充填装置１００において、冷媒容器１には冷媒容器圧力測定手段２を設けている。また、冷媒回路３には、冷媒回路圧力測定手段４を設けている。冷媒容器１には、流量制御手段６を設けている。また、流量制御手段６は、冷媒容器温度制御手段８を備える。冷媒容器温度制御手段８は、加熱・冷却のいずれも可能なペルチェ素子１２を用いて冷媒容器１を加熱、あるいは冷却する。冷媒容器１を加熱、冷却することで冷媒回路３に充填する冷媒の流量を制御する構成である。また、流量制御手段６には、計算手段５が接続されている。計算手段５は、冷媒回路圧力測定手段４による圧力測定値に基づき冷媒回路３への冷媒の充填量を計算する。さらに、冷媒容器１は、配管１３により冷媒回路３と接続されている。配管１３の途中に充填停止手段９ａ，９ｂが設けられている。

図２は、この発明の実施の形態１における冷媒充填装置１００の制御ブロック図を示す。図２の制御ブロック図において、冷媒容器圧力測定手段２、冷媒回路圧力測定手段４、充填時間測定手段７により測定されたそれぞれの測定値が計算手段５に入力される。そして、計算手段５は、充填開始からの充填量を計算する。計算手段５により計算された充填量に基づき、流量制御手段６が冷媒の充填流量を制御する。流量制御手段６は、自己の備える冷媒容器温度制御手段８、あるいは充填停止手段９により、流量の制御を行う構成である。

図３は、実施の形態１に係る冷媒充填装置１００の制御フローを示す。また、図８は、実施の形態１における冷媒の充填状態を示す特性線図を示す。一点鎖線が本発明に係る圧力、充填量を示している。これらについては後述する。このように、冷媒充填装置１００は、図２の制御ブロック図に従い、各々の制御手段が接続されている。さらに、冷媒充填装置１００は、図３の制御フローに従い制御されることにより、図８の特性で充填される。

次に動作について説明する。図３の制御フローを参照して説明する。
冷媒充填装置１００において充填が始まると、冷媒容器圧力測定手段２、冷媒回路圧力測定手段４及び充填時間測定手段７により測定されたそれぞれの測定値が計算手段５に入力され（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）、測定時の充填量が計算される（Ｓ１０４）。すなわち、冷媒容器圧力測定手段２は、冷媒容器の内部の容器内圧力を測定する。また、冷媒回路圧力測定手段４は、冷媒回路３の内部の回路内圧力を測定する。計算手段５は、冷媒回路圧力測定手段４が測定した回路内圧力を用いて、冷媒回路３にそれまでに充填された冷媒の充填量を算出する。この算出において、例えば、計算手段５は、あらかじめ、冷媒回路３の回路内圧力と冷媒充填量の関係を示す「充填量−圧力テーブル」を備える。そして、回路内圧力の測定を「充填量−圧力テーブル」に参照して冷媒回路３の充填量を計算する。そして、後述のように流量制御手段６は、計算手段５が算出した冷媒回路３への冷媒の充填量と、冷媒容器圧力測定手段２が測定した容器内圧力とに基づいて、配管１３を流れる冷媒の流量を制御する。「流量」は冷媒容器１の容器内圧力と冷媒回路３の回路内圧力の圧力差により変動する。このため、冷媒回路３の回路内圧力に加えて冷媒容器１の容器内圧力を測定し、両者の圧力差を求めた上で冷媒の流量を制御する。そして、冷媒回路３に充填が必要な必要冷媒量と設定タクトタイムから、流量制御手段６は、測定時が冷媒充填終了直前かどうかを判断する。流量制御手段６は、測定時が冷媒充填終了直前でないと判断すると（Ｓ１０５のＮＯ）、流量制御手段６は、流量を上げる制御（Ｓ１０６）を実施する。

この流量を上げる制御は、図８において、流量増大領域として示している。流量制御手段６を構成する冷媒容器温度制御手段８の具体例として、ペルチェ素子１２を使用する場合は、流量をあげる制御としてはペルチェ素子１２により冷媒容器１を加熱する。

その後、流量制御手段６は、必要冷媒量と設定タクトタイムから、測定時が冷媒充填終了直前と判断すると（Ｓ１０５のＹＥＳ）、流量制御手段６は、流量を下げる制御を行う（Ｓ１０７）。この流量を下げる制御は、図８において、流量減少領域として示している。流量制御手段６を構成する冷媒容器温度制御手段８の具体例として、ペルチェ素子１２を使用する場合は、流量を下げる制御としてはペルチェ素子１２により冷媒容器１を冷却する。

その後の測定（Ｓ１０８〜Ｓ１１０）において、充填量計算値が必要冷媒量に達し（Ｓ１１１）、流量制御手段６が充填終了を判断すると（Ｓ１１２）、充填停止手段９により充填を停止する。

なお、図１では、冷媒容器圧力測定手段２、冷媒回路圧力測定手段４を設けて圧力を測定しているが、温度測定手段によって各々の冷媒飽和温度を測定し、圧力値に換算しても良い。

以上のように、実施の形態１の冷媒充填装置１００は、冷媒回路圧力測定手段４の測定した回路内圧力を使用して、計算手段５が充填量を計算する。さらに、流量制御手段６は、冷媒回路３の必要冷媒量と設定タクトタイムから測定時が冷媒充填初期かどうかを判断する。測定時が冷媒充填初期であれば、流量制御手段６は、流量を増加させる制御を実施する。一方、測定時が冷媒充填終了直前であれば、流量制御手段６は、流量を減少させる制御を実施する。最後に充填量計算値が必要冷媒量に達し、流量制御手段６が充填終了と判断すると、充填停止手段９により充填を停止する。よって、その圧力測定値から冷媒回路３の充填量を算出し、この充填量と冷媒回路圧力測定手段４の測定した回路内圧力とに基づき、流量制御手段６によって流量を制御することにより、タクトタイム通りに充填を行うことが可能となり、充填精度を向上できる。

また、測定時間の刻み毎における流量制御手段６による流量の制御により、充填開始当初は流量を多くして充填速度を上げ、充填終了直前には流量を少なくして充填速度を下げることができる。これは図８において、充填終了直前の流量減少領域の制御に対応する。これにより、規定の冷媒充填量どおりに充填することが可能となり、充填精度が向上する。また、流量を制御することによりタクトタイムの可変運用が可能となる。これは図８において、充填時間ｔ３を可変できることに対応する。

また、流量を流量制御手段６によって制御することにより、流量を多くして充填速度をあげることができる。このため、従来の冷媒充填方法や充填装置と同様に、冬場など周囲温度が低い時、あるいは冷媒容器内の冷媒量が減少した時に、冷媒容器内圧が低下し、その結果、充填圧力が不足する場合に充填圧力を高く保つことができる。

実施の形態１に係る冷媒充填装置は、冷媒容器から、例えば冷熱機器などの冷媒回路内に、冷媒を充填するための冷媒充填装置において、冷媒容器圧力測定手段と冷媒回路圧力測定手段を持ち、その測定値から算出された充填量に基づいて充填流量を制御する手段を設けたことを特徴とする。

実施の形態１に係る冷媒充填装置は、冷媒容器から、例えば冷熱機器などの冷媒回路内に、冷媒を充填するための冷媒充填装置において、流量制御手段として、冷媒温度制御手段を設けたことを特徴とする。

実施の形態２．
次に、図４〜図８を用いて、実施の形態２を説明する。実施の形態１では、冷媒回路圧力測定手段４による圧力測定値から冷媒回路３の冷媒充填量を算出した。そして、この計算結果をもとに、流量制御手段６によって流量を制御するようにした。これに対して、本実施の形態２では、圧力測定手段の代わりに、充填量測定手段あるいは流量測定手段を用いる場合について説明する。

まず、充填量測定手段１０を用いる場合を説明する。充填量測定手段１０は、冷媒回路３へ冷媒の充填を開始してから測定時点間での間に冷媒回路３に充填された冷媒の充填量を測定する。図４の充填量測定手段１０は、冷媒容器１の冷媒の減少量を測定して、これを冷媒回路３の冷媒の充填量として出力する。

図４は、実施の形態２における冷媒充填装置２０１の構成を示す図である。冷媒充填装置２０１は、実施の形態１で示した図１の冷媒充填装置１００に対して、冷媒容器圧力測定手段２、冷媒回路圧力測定手段４に代えて、充填量測定手段１０を備えた点のみが異なる。冷媒充填装置２０１は、実施の形態１の冷媒充填装置１００と同様に、冷媒容器温度制御手段８がペルチェ素子を用いて冷媒容器１の温度を制御する。すなわち、実施の形態１と同様に、ペルチェ素子１２を用いて、冷媒容器１を加熱、冷却することにより、冷媒回路３に充填する冷媒の流量を制御する。

冷媒充填装置２０１において、冷媒容器１に充填量測定手段１０を設けている。冷媒容器１には、前記のように、ペルチェ素子１２を設ける。さらに、冷媒容器１は、冷媒回路３と配管１３により接続されている。なお図４では、冷媒容器１に充填量測定手段１０を設けているが、冷媒回路３に充填量測定手段１０を設けても構わない。

次に、図５を用いて流量測定手段１１を用いる場合を説明する。流量測定手段１１は、配管１３を流れる冷媒の流量を測定する。図５は、実施の形態２における冷媒充填装置２０２の構成を示している。冷媒充填装置２０２は、前記の冷媒充填装置２０１に対して、充填量測定手段１０を流量測定手段１１に代えた点のみが異なる。冷媒充填装置２０２も冷媒充填装置２０１と同様に、冷媒容器温度制御手段８がペルチェ素子を用いて冷媒容器１の温度を制御して、冷媒の流量を制御する。

冷媒充填装置２０２において、冷媒容器１には冷媒容器温度制御手段８が加熱、冷却の制御を行うペルチェ素子１２を設ける。冷媒容器１は、冷媒回路３と配管１３により接続されており、配管の途中に流量測定手段１１が接続されている。

図６は、実施の形態２における制御ブロック図を示す。図６の制御ブロック図は、充填量測定手段１０と、流量測定手段１１との両者を記載し、冷媒充填装置２０１、冷媒充填装置２０２の両方の制御ブロック図を兼ねている。図６においては、充填量測定手段１０と流量測定手段１１とのいずれかを備えればよい。充填量測定手段１０を備える場合は、冷媒充填装置２０１に対応し、流量測定手段１１を備える場合は冷媒充填装置２０２に対応する。

充填量測定手段１０と流量測定手段１１とのいずれかによる測定値と、充填時間測定手段７による測定値が、計算手段５に入力される。これらが入力されると、計算手段５は、それまでに冷媒回路３に充填された充填量を計算する。計算手段５により計算された充填量の値に基づき、流量制御手段６は、自己の備える冷媒容器温度制御手段８、あるいは充填停止手段９により、流量の制御を行う。

図７は、実施の形態２における制御フローを示す。図７は、図２の制御フローと同様である。図２と測定する対象が異なる。また、図７の制御フローは、充填量測定手段１０と、流量測定手段１１との両者の場合を兼ねている。Ｓ２０２とＳ２０８において、「充填量測定手段１０により充填量を測定する」のか、「流量測定手段１１により流量を測定する」のかの相違のみである。

図４の冷媒充填装置２０１、及び図５の冷媒充填装置２０２は、図６の制御ブロック図に従い各々の制御手段が接続され、さらに、図７の制御フローに従い制御される。これにより、実施の形態１の冷媒充填装置１００と同様に、冷媒回路３に対して冷媒を図８の特性で充填する。

次に、図７を参照して動作について説明する。まず充填量測定手段１０を備える冷媒充填装置２０１の動作を説明する。

冷媒充填装置２０１において充填が始まると、充填時間測定手段７及び充填量測定手段１０により測定された値（Ｓ２０１〜Ｓ２０２）が計算手段５に入力されて、測定時の充填量が計算される（Ｓ２０３）。充填量測定手段１０、例えば、ロードセルを備える。ロードセルにより充填開始時及び測定時の冷媒容器１の重量を測定する。そして、開始時と測定時の差から重量変化を算出して、算出した重量変化を、冷媒回路３に充填された冷媒の充填量とみなす。

すなわち、充填量測定手段１０は、冷媒容器１から冷媒回路３に充填された冷媒の充填量を測定する。後述のように、流量制御手段６は充填量測定手段１０が測定した冷媒の充填量に基づいて、配管１３を流れる冷媒の流量を制御する。

そして、冷媒回路３に充填が必要な必要冷媒量と設定タクトタイムから、測定時が冷媒充填終了直前でないと判断されると（Ｓ２０４のＮＯ）、流量制御手段６により流量を上げる制御（Ｓ２０５）が実施される。

この流量を上げる制御は、図８において、実施の形態１と同様に、流量増大領域として示される。実施の形態１と同様に、冷媒容器温度制御手段８がペルチェ素子１２を使用して流量を上げる制御を行う。流量を上げる制御としては、実施の形態１で説明したように、ペルチェ素子１２により冷媒容器１を加熱する。

その後、流量制御手段６が、測定時が冷媒充填終了直前と判断すると（Ｓ２０４のＹＥＳ）、流量制御手段６は、流量をさげる制御を行う（Ｓ２０６）。この流量を下げる制御は、図８において、実施の形態１と同様に、流量減少領域として示される。この場合冷媒容器温度制御手段８は、ペルチェ素子１２を使用して流量を下げる制御を行う。実施の形態１で述べたように、ペルチェ素子１２により冷媒容器１を冷却する。

その後の測定（Ｓ２０７〜Ｓ２０８）において、充填量計算値が必要冷媒量に達し（Ｓ２０９）、流量制御手段６が充填終了を判断すると（Ｓ２１０のＹＥＳ）、充填停止手段９により充填を停止する。

次に、流量測定手段１１を用いる冷媒充填装置２０２の動作を説明する。流量測定手段１１を用いる冷媒充填装置２０２の場合は、Ｓ２０２、及びＳ２０８において流量測定手段１１により配管１３を流れる冷媒の流量の測定に置き換わる他は、上記の充填量測定手段１０を用いる冷媒充填装置２０１の動作と同様である。すなわち、流量測定手段１１は、配管１３を流れる冷媒の流量を測定する。計算手段５は、流量測定手段１１が測定した冷媒の流量を用いて冷媒回路３に充填された冷媒の充填量を算出充填量として算出する。
算出充填量は、例えば、測定した流量と、充填時間測定手段７により測定した時間とから充填量を求める。そして、算出した算出充填量と冷媒回路３に充填が予定されている予定充填量との差分を算出する。そして、流量制御手段６は、計算手段５が計算した差分に基づいて、配管１３を流れる冷媒の流量を制御する。

以上のように、実施の形態２に係る冷媒充填装置２０１、及び冷媒充填装置２０２においても、充填量が計算される。さらに、冷媒回路３の必要冷媒量と設定タクトタイムから、冷媒充填初期であれば、流量制御手段６により流量を増加させる制御を実施する。一方、冷媒充填終了直前であれば、流量制御手段６により流量を減少させる制御を実施する。最後に充填量計算値が必要冷媒量に達し、充填終了を判断すると、充填停止手段９により充填を停止する。よって、このように、流量制御手段６によって流量を制御することにより、規定の充填量どおりに冷媒回路へ充填することが可能となり、充填精度を向上できる。

また、流量制御手段６による流量の制御により、充填開始当初は流量を多くして充填速度を上げ、充填終了直前には流量を少なくして充填速度を下げることができる。これは図８において、充填終了直前の流量減少領域の制御に対応する。これにより、タクトタイムどおりに充填することが可能となり、充填精度が向上する。また、流量を制御することによりタクトタイムの可変運用が可能となる。これは図８において、充填時間ｔ３を可変できることに対応する。

また、流量を流量制御手段６によって制御することにより、流量を多くして充填速度をあげることができる。このため、従来の冷媒充填方法や充填装置と同様に、冬場など周囲温度が低い時、あるいは冷媒容器内の冷媒量が減少した時に、冷媒容器内圧が低下し、その結果、充填圧力が不足する場合に充填圧力を高く保つことができる。

実施の形態２に係る冷媒充填装置は、冷媒容器から、例えば冷熱機器などの冷媒回路内に、冷媒を充填するための冷媒充填装置において、充填量測定手段、あるいは流量測定手段を持ち、その測定値から算出された充填量に基づいて、流量を制御することを特徴とする。

実施の形態３．
次に、図９、図１０を用いて実施の形態３に係る冷媒充填装置３００を説明する。以上の実施の形態１，実施の形態２では、冷媒回路と接続されている単一の冷媒容器に対して、冷媒容器温度制御手段を備える流量制御手段により流量を制御した。これに対して、本実施の形態３では、冷媒容器温度制御手段を備える流量制御手段を設けた複数の冷媒容器を冷媒回路に接続して冷媒を充填する冷媒充填装置３００について説明する。

図９は、実施の形態３における冷媒充填装置３００の構成を示す図である。図９の冷媒充填装置３００において、複数の冷媒容器として圧力がＰ１である高圧側冷媒容器１４、圧力がＰ２である低圧側冷媒容器１５を設けている（Ｐ１＞Ｐ２である）。そして、高圧側冷媒容器１４、低圧側冷媒容器１５には流量制御手段として、それぞれ高圧側流量制御手段１６、低圧側流量制御手段１９を設けている。さらに高圧側流量制御手段１６は高圧側冷媒容器温度制御手段１７を、低圧側流量制御手段１９は低圧側冷媒容器温度制御手段２０を備えている。また、高圧側流量制御手段１６には高圧側計算手段３６が接続されている。また低圧側流量制御手段１９には、低圧側計算手段３７が接続されている。

高圧側冷媒容器温度制御手段１７と低圧側冷媒容器温度制御手段２０とは、例えば、加熱、冷却のいずれも可能な高圧側ペルチェ素子１８、低圧側ペルチェ素子２１を備える。すなわち、実施の形態１と同様に、高圧側冷媒容器温度制御手段１７は、高圧側ペルチェ素子１８を用いて高圧側冷媒容器１４を加熱、冷却する。また、低圧側冷媒容器温度制御手段２０は、低圧側ペルチェ素子２１を用いて低圧側冷媒容器１５を加熱、冷却する。また、高圧側冷媒容器圧力測定手段２２と低圧側冷媒容器圧力測定手段２３を設けている。

また、冷媒回路３には冷媒回路圧力測定手段４を設けるとともに、複数の冷媒容器として高圧側冷媒容器１４、低圧側冷媒容器１５が配管１３により冷媒回路３へ接続されている。配管１３の途中には、充填停止手段９ａ，９ｂ，９ｃを設けている。

なお，図９では、実施の形態１の場合と同様に、圧力測定手段を設けている。しかしこれに限定されることなく、実施の形態２で説明しているとおり、圧力測定手段の代わりに充填量測定手段あるいは流量測定手段を設けても良い。

次に、動作について説明する。図１０は、冷媒充填装置３００の動作を示すフローチャートである。図１０、及び図８を参照して動作を説明する。

図９の冷媒充填装置３００において、高圧側冷媒容器１４の圧力を高圧側流量制御手段１６の備える高圧側冷媒容器温度制御手段１７によって、図８に示すＰ１に制御しておく（Ｓ３０１）。すなわち、高圧側冷媒容器温度制御手段１７によって、温度を制御することにより圧力を所定の圧力Ｐ１に制御する。一方、低圧側冷媒容器１５の圧力を低圧側流量制御手段１９の備える低圧側冷媒容器温度制御手段２０によって、図８に示すＰ２に制御しておく（Ｓ３０１）。低圧側冷媒容器温度制御手段２０によって、温度を制御することにより圧力を所定の圧力Ｐ２に制御する。

図８に示すように、まず高圧側冷媒容器１４（圧力Ｐ１）により冷媒回路３へ充填を開始する（Ｓ３０２）。

冷媒充填装置３００で充填が始まると、実施の形態１での動作（図３）と同様に、測定時の充填量が計算される。そして、冷媒回路３の必要冷媒量と設定タクトタイムから、測定時が冷媒充填終了直前でないと判断されると、高圧側冷媒容器１４から冷媒回路３へ冷媒の充填が継続される。（図８における流量増大領域での制御）。

その後、測定時が冷媒充填終了直前と判断されると（Ｓ３０３のＹＥＳ）、高圧側冷媒容器１４からの充填を停止し、低圧側冷媒容器１５から冷媒回路３へ冷媒が送り込まれる制御に切り替える（Ｓ３０４）（図８における流量減少領域での制御）。

その後の測定において、充填量計算値が必要冷媒量に達し、充填終了を判断すると、充填停止手段９により充填を停止する（Ｓ３０５のＹＥＳ，Ｓ３０６）。

このように、本制御は事前に温度制御（高温と低温）された冷媒容器を複数設け、充填量を検知してどちらの容器から充填するかを切り替えできる手段を設けたものである。

なお、図９では、実施の形態１と同様に、充填量を圧力測定手段の測定値から算出している。しかし、実施の形態２で説明しているとおり、圧力測定手段の代わりに、充填量測定手段、あるいは流量測定手段を用いて算出する構成としても良い。

以上のように、実施の形態３の冷媒充填装置３００は、事前に温度制御（高温と低温）された冷媒容器を複数設け、冷媒回路における充填量を算出して、どちらの容器から充填するかを切り替える制御を行う。このため、実施の形態１、実施の形態２に記載の効果に加えて、例えば、容積が大きな冷媒容器を使用しなければならない場合のように、熱容量が大きいために冷媒容器温度制御に時間がかかるような場合においても、あらかじめ個別に温度制御ができる。このため、時間のロスの少ない充填が可能になる。

実施の形態３に係る冷媒充填装置は、冷媒容器から、例えば冷熱機器などの冷媒回路内に、冷媒を充填するための冷媒充填装置において、複数の冷媒容器を冷媒回路に接続し、複数の冷媒容器それぞれが流量制御手段として、冷媒温度制御手段を備えたことを特徴とする。

実施の形態３に係る冷媒充填装置は、冷媒を供給する複数の冷媒容器を備え、前記複数の冷媒容器のそれぞれと接続可能であるとともに前記複数の冷媒容器のいずれかと接続している冷媒回路に対して、接続している冷媒容器から他の冷媒容器に接続を切り替え、切り替えた前記他の冷媒容器から前記冷媒回路に冷媒を充填することを特徴とする。

実施の形態４．
次に、図１１、図１２を用いて実施の形態４を説明する。実施の形態４は、冷媒容器１と冷媒回路３の間に「液だめ２４」（蓄積手段の一例）を設けた構成である。「液だめ２４」は、略密封されており内部圧力を一定に保つことができる。

実施の形態１では、圧力測定手段による圧力測定値から冷媒回路３に充填した充填量を計算し、流量制御手段によって流量を制御した。また、実施の形態２では、充填量測定手段による充填量の測定結果、あるいは流量測定手段による流量の測定結果を用いて、流量制御手段によって流量を制御した。

本実施の形態４の冷媒充填装置４００では、冷媒容器と冷媒回路の間に、冷媒容器より容量の小さい「液だめ」を設ける。「液だめ」には流量制御手段を接続し、この流量制御手段は、液だめ温度制御手段を備える。液だめ温度制御手段はペルチェ素子１２を用いて、「液だめ」を加熱、冷却する。これにより、「液だめ」から冷媒回路３への流量を制御する構成である。実施の形態１では冷媒容器１を加熱、冷却したのに対し、本実施の形態４では、「液だめ」から冷媒回路３へ充填するとともに、「液だめ」を加熱、冷却する。

図１１は、実施の形態４に係る冷媒充填装置４００の構成を示している。冷媒充填装置４００は、冷媒容器１と冷媒回路３の間に冷媒容器１より容量の小さい液だめ２４を備えている。冷媒回路３は、冷媒回路圧力測定手段４を備えている。冷媒容器１と液だめ２４の間には充填停止手段９ｂを設けている。また、液だめ２４と冷媒回路３の間には充填停止手段９ａを設けている。

「液だめ２４」には、液だめ温度制御手段３８を備える流量制御手段６、計算手段５、及び液だめ圧力測定手段３５が接続する。液だめ圧力測定手段３５は、液だめ２４の内部圧力（蓄積圧力）を測定する。
前述のように、液だめ温度制御手段３８は、加熱・冷却のいずれも可能なペルチェ素子１２を使用して、「液だめ２４」への加熱、冷却の制御を行う。

なお、図１１では実施の形態１と同様に圧力測定手段を設けているが、実施の形態２で説明しているとおり、圧力測定手段の代わりに、充填量測定手段あるいは流量測定手段を設けても良い。

次に動作について説明する。図１２は、冷媒充填装置４００の動作を示すフローチャートである。図１２を参照して冷媒充填装置４００の動作を説明する。以下の動作の説明では、９ａ、９ｂの充填停止手段は、「弁」を想定する。このため、以下の動作の説明では、充填停止手段９ａを「弁９ａ」、充填停止手段９ｂを「弁９ｂ」と呼ぶことがある。

冷媒充填装置４００による充填の前作業として、冷媒容器１と液だめ２４の間の弁９ｂを閉じて真空引きを行う。これにより、冷媒回路３に加えて液だめ２４も真空状態にする（Ｓ４０１）。

次に、液だめ２４と冷媒回路３の間の弁９ａを閉じた後、冷媒容器１と液だめ２４の間の弁９ｂを開き、液だめ２４に規定冷媒量を入れる（Ｓ４０２）。

そして、再び冷媒容器１と液だめ２４の間の弁９ｂを閉じた後、液だめ２４と冷媒回路３の間の弁９ａを開いて充填を開始する（Ｓ４０３）。

以降は、実施の形態１と同じ動作を行う（Ｓ４０４〜Ｓ４１５）。すなわち、充填量が計算（Ｓ４０７）されて、冷媒回路３の必要冷媒量と設定タクトタイムから、測定時が冷媒充填終了直前でないと判断（Ｓ４０８のＮＯ）されると、流量制御手段６により流量を増加する制御（Ｓ４０９）が実施される。これは、図８における流量増大領域での制御に該当する。実施の形態１の場合と同様に、流量を増加する制御としては、液だめ温度制御手段３８がペルチェ素子１２により液だめ２４を加熱する。これは、図８における流量増大領域での制御に該当する。

その後、測定時が冷媒充填終了直前と判断（Ｓ４０８のＹＥＳ）すると、流量制御手段６により流量を減少する制御（Ｓ４１０）が実施される。これは、図８における流量減少領域での制御に該当する。実施の形態１の場合と同様に、流量を減少する制御としては、液だめ温度制御手段３８がペルチェ素子１２により液だめ２４を冷却する。

その後の測定において、充填量計算値が必要冷媒量に達し、充填終了を判断（Ｓ４１５）すると、充填停止手段９により充填を停止（ＥＮＤ）する。

このように、本制御は冷媒容器１と冷媒回路３の間に、冷媒容器より容量の小さい液だめ２４を接続し、充填流量制御として、液だめ内の冷媒に対する温度制御を行う手段を設けたものである。

なお、図１１では、実施の形態１と同様に、充填量を圧力測定手段の測定値から算出している。しかし、これに限ることはなく、実施の形態２で説明しているとおり、圧力測定手段の代わりに、充填量測定手段あるいは流量測定手段を用いて算出しても良い。

また、冷媒容器１と液だめ２４の間の弁９ｂを開き、液だめ２４に規定冷媒量を入れる時において、液だめ２４の周囲温度が高い場合は、冷媒容器温度制御手段８の具体例であるペルチェ素子１２により液だめ２４を冷却することで液だめ２４の内部圧力を下げ、冷媒容器１から液だめ２４への冷媒移動を補助しても良い。

以上のように、実施の形態４に係る冷媒充填装置４００は、冷媒容器１と冷媒回路３の間に、冷媒容器より容量の小さい液だめ２４を接続する。そして、充填流量制御手段６の備える液だめ温度制御手段３８がペルチェ素子１２を用いて、液だめ２４内の冷媒に対して温度制御を冷媒行う。したがって、実施の形態１、実施の形態２に記載の効果に加えて次の効果がある。例えば、冷媒容器１の容積が大きい場合は、実施の形態１、実施の形態２のような充填では、熱容量が大きいために冷媒容器の温度制御に時間がかかる場合においても、冷媒充填装置４００によれば、予め規定量もしくは少量を液だめ２４に移して温度制御することがでる。このため、時間のロスの少ない充填が可能になるという効果を得ることができる。

実施の形態４に係る冷媒充填装置は、冷媒容器から、例えば冷熱機器などの冷媒回路内に、冷媒を充填するための冷媒充填装置において、冷媒容器と冷媒回路の間に、冷媒容器より容量の小さい液だめを接続し、流量制御手段として、液だめに冷媒温度制御手段を設けたことを特徴とする。

実施の形態５．
次に、図１３を用いて実施の形態５を説明する。以上の実施の形態１〜実施の形態４では、流量制御手段６を構成する冷媒容器温度制御手段８は、加熱・冷却のいずれも可能なペルチェ素子１２を使用して、冷媒容器１（あるいは液だめ２４）を加熱、冷却することにより、冷媒回路３へ充填する冷媒の流量を制御するものであった。

本実施の形態５では、冷媒容器温度制御手段８がペルチェ素子１２を使用するとともに、さらに、ペルチェ素子１２の廃熱を回収して冷媒回路３へ供給する廃熱供給手段２５を備えた冷媒充填装置５００について説明する。

図１３は、冷媒充填装置５００の構成図である。冷媒充填装置５００は、図１に示した実施の形態１の冷媒充填装置１００に、さらに、ペルチェ素子１２の廃熱を冷媒回路３に供給する廃熱供給手段２５を追加した構成である。実施の形態１で述べたように、冷媒容器温度制御手段８はペルチェ素子１２を加熱、冷却する制御を行う。これにより、流量の制御を行う。

次に、ペルチェ素子１２について説明する。ペルチェ素子１２は、板状体であり、放熱と吸熱とを行う第１面と第２面とを有している。第１面、第２面は板状体の上面、下面に相当する。第１面が放熱する場合には第２面が吸熱し、第１面が吸熱する場合には第２面が放熱する。流量を増加させたい場合には、放熱により冷媒容器１を加熱する。また、流量を減少させたい場合には、吸熱により冷媒容器１を冷却する。第１面で冷媒容器１を加熱、冷却するものとすれば、冷媒容器１を加熱する場合は、第２面は吸熱するので周辺雰囲気は冷却される。逆に、第１面により冷媒容器１を冷却する場合は、第２面は放熱するので周辺雰囲気は加熱される。廃熱供給手段２５は、この周辺雰囲気を冷却、あるいは加熱する廃熱に当たる熱量を回収して、冷媒回路３へ供給する。

冷媒充填装置５００において、冷媒容器１には、実施の形態１と同様に、計算手段５、流量制御手段６、冷媒容器圧力測定手段２が設けられている。また、流量制御手段６の備える冷媒容器温度制御手段８は、加熱・冷却のいずれも可能なペルチェ素子１２を使用して冷媒容器１の加熱、冷却を行うのは上記のとおりである。

また、冷媒容器１は、冷媒回路３と配管１３により接続されている。さらに、ペルチェ素子１２の廃熱を冷媒回路に供給する廃熱供給手段２５が、ペルチェ素子１２と冷媒回路３に接続されている。

次に動作について説明する。冷媒容器温度制御手段８が、ペルチェ素子１２の第１面により冷媒容器１を加熱（あるいは冷却）する。加熱するときは廃熱として冷却熱量が発生するので、廃熱供給手段２５は、この廃熱を回収して冷媒回路３へ供給する。冷却するときは、加熱熱量が発生するので、廃熱供給手段２５は、この廃熱を回収して冷媒回路３へ供給する。

以下、具体的に動作を説明する。実施の形態１及び実施の形態２で説明している動作と同様に、図１３の冷媒充填装置５００において充填が始まると、圧力測定手段により測定された値から、測定時の充填量が計算される。

そして、冷媒回路３の必要冷媒量と設定タクトタイムから、測定時が冷媒充填終了直前でないと判断されると、流量制御手段６の備える冷媒容器温度制御手段８がペルチェ素子１２を用いて冷媒容器１を加熱する温度制御を行う。加熱の温度制御は、流量を増加させる制御（図８における流量増大領域での制御に該当）である。

ペルチェ素子１２により冷媒容器１を加熱する場合は、ペルチェ素子反対面（第２面）が廃熱として冷却熱量を発生する。この場合、廃熱供給手段２５は冷却熱量を回収し、回収した冷却熱量を冷媒回路３へ供給する。冷媒容器１の加熱の場合は、冷却熱量が冷媒回路３へ供給されるため、冷媒回路３は冷却される。よって、冷媒容器１は加熱され、冷媒回路３は冷却される。よって両者の圧力差は、より大きくなる。このため、廃熱供給手段２５を追加することにより、冷媒の流量を増加させることができる。

その後、測定時が冷媒充填終了直前と判断されると、冷媒容器温度制御手段８はペルチェ素子１２を用いて冷媒容器１を冷却する温度制御を行う。これにより、冷媒容器１の圧力が下がり、流量が減少する制御（図８における流量減少領域での制御）となる。

ペルチェ素子１２により冷媒容器１を冷却する場合は、ペルチェ素子反対面（第２面）が廃熱として加熱熱量（放熱）を発生する。この場合、廃熱供給手段２５は加熱熱量を回収して、回収した加熱熱量を冷媒回路３へ供給する。冷媒容器１の冷却時には、加熱熱量が冷媒回路３へ供給されるため、冷媒回路３は加熱される。よって、冷媒容器１は冷却され、冷媒回路３は加熱される。よって両者の圧力差は、より小さくなる。このため、廃熱供給手段２５を追加することにより、冷媒の流量を下げることができる。

その後の測定において、充填量計算値が必要冷媒量に達し、充填終了を判断すると、充填停止手段９により充填を停止する。

このように、本制御は冷媒容器温度制御手段８がペルチェ素子１２を用いて冷媒容器１の温度制御を行うとともに、さらにペルチェ素子１２の廃熱を冷媒回路３へ供給する廃熱供給手段２５を設けた。

なお、図１３の冷媒充填装置５００では、実施の形態１と同様に、充填量を圧力測定手段の測定値から算出している。しかし、これに限ることはなく、実施の形態２で説明したように、圧力測定手段の代わりに、充填量測定手段あるいは流量測定手段を用いて算出しても良い。

また、図１３の冷媒充填装置５００では、配管１３により一つの冷媒容器１が冷媒回路３に１対１で接続している。しかし、一つの冷媒容器１に限ることはなく、実施の形態３のように、複数の冷媒容器１が冷媒回路３と配管１３により接続される場合に、それぞれの冷媒容器１と冷媒回路３とを接続する廃熱供給手段を設けても構わない。また、実施の形態４で説明しているように、液だめ２４と冷媒回路３の間に廃熱供給手段２５を設けても構わない。

なお、図１３において、ペルチェ素子１２の廃熱を廃熱供給手段２５により冷媒回路３の熱交換器へ供給する場合、冷媒回路３の熱交換器が空冷の場合は送風機運転、水冷の場合は通水ポンプ運転を実施すると、熱交換効率をさらに上げることができる。

以上のように、この実施の形態５に係る冷媒充填装置５００は、流量制御手段６の備える冷媒容器温度制御手段８が、加熱・冷却のいずれも可能なペルチェ素子１２を用いて冷媒容器１を加熱、冷却する制御を行うとともに、さらに、ペルチェ素子１２の廃熱を冷媒回路３へ供給する。このため、実施の形態１〜実施の形態４の効果に加えて、冷媒容器１への加熱制御時には、冷媒容器１と冷媒回路３の圧力差がより大きくなり、廃熱供給手段２５を追加することにより、流量を増加させることができる。また、冷媒容器１への冷却制御時には、冷媒容器１と冷媒回路３の圧力差がより小さくなり、廃熱供給手段２５を追加することにより、流量を減少させることができる。よって、廃熱を利用することでエネルギーを有効に活用することができる。

実施の形態５に係る冷媒充填装置は、冷媒容器から、例えば冷熱機器などの冷媒回路内に、冷媒を充填するための冷媒充填装置において、流量制御手段として、冷媒容器にペルチェ素子を用いた冷媒温度制御手段を持ち、さらにペルチェ素子の廃熱を冷媒回路へ供給する廃熱供給手段を備えたことを特徴とする。

実施の形態６．
次に、図１４〜図１６を用いて実施の形態６を説明する。以上の実施の形態１〜実施の形態で５は、単一の冷媒回路への充填方法を例示してきた。これに対して、実施の形態６では、特に、製造ラインのように、冷媒回路を有する複数の製品が一定の時間差を持ちながら生産され、順に冷媒の充填が実施されていく設備において、ペルチェ素子の廃熱をそれぞれの製品の冷媒回路へ供給する場合を説明する。

図１４は、実施の形態６に係る冷媒充填装置６００の構成を示す図である。冷媒充填装置６００は、複数の冷媒容器の間に、冷媒容器の流量制御手段である加熱・冷却のいずれも可能なペルチェ素子を用いる。そして、ペルチェ素子の両面に発生する熱量を別々に冷媒回路へ供給する。図１４では、冷媒容器は２つのみ示しているが、例示であり個数は限定しない。

冷媒充填装置６００は、正面側装置６１、反対面側装置６２、ペルチェ素子１２、流量制御手段を備える。流量制御手段６は、冷媒容器温度制御手段８を備える。正面側装置６１は、冷媒容器２６（第１冷媒容器）から配管１３を介して第１冷媒回路３ａに冷媒を充填する。同様に、反対面側装置６２は、冷媒容器２７（第２冷媒容器）から配管１３を介して第２冷媒回路３ｂに冷媒を充填する。流量制御手段６の備える冷媒容器温度制御手段８は、ペルチェ素子１２により冷媒容器２６、冷媒容器２７への加熱、あるいは冷却の制御を行う。

ペルチェ素子１２は、冷媒容器２６と冷媒容器２７との間に設けられている。ペルチェ素子正面側２８（第１面）に配置された冷媒容器２６は、冷媒回路３ａに冷媒を充填する。また、ペルチェ素子反対面側２９（第２面）に配置された冷媒容器２７は、冷媒回路３ｂに冷媒を充填する。

冷媒充填装置６００は、実施の形態１で述べたように充填量を圧力測定手段によって測定してもよいし、圧力測定手段の代わりに、実施の形態２で述べたように充填量測定手段あるいは流量測定手段を用いた測定をしても良い。すなわち、正面側装置６１、反対面側装置６２における、第１冷媒回路３ａ，あるいは、第２冷媒回路３ｂへの冷媒の充填量は、実施の形態１と同様に、圧力測定手段による測定値に基づいて求めてもよい。あるいは実施の形態２と同様に、充填量測定手段、あるいは流量測定手段を用いて算出しても良い。なお、図１４は、本実施の形態６の特徴部分であるペルチェ素子１２と冷媒容器２６，２７等を図示しており、圧力測定手段、充填量測定手段あるいは流量測定手段等の図示は省略している。

図１５は、冷媒充填装置６００による充填の動作を示すフローチャートである。図１６は、冷媒充填装置６００による充填状態を示す特性線図を示す。

次に、動作について説明する。図１５、図１６を参照して説明する。実施の形態１及び実施の形態２で説明している動作と類似である。

まず、冷媒充填装置６００において、図１６に示すように、冷媒容器２６（ペルチェ正面側）に接続された第１冷媒回路３ａへの冷媒の充填が開始される（Ｓ６０１）。

冷媒容器２６から第１冷媒回路３ａへの冷媒の充填が始まると、例えば圧力測定手段により測定された値から、冷媒容器２６（ペルチェ正面側）側の測定時の充填量が計算される。そして、第１冷媒回路３ａの必要冷媒量と設定タクトタイムから、冷媒容器２６（ペルチェ正面側）側における測定時が冷媒充填終了直前でないと判断されると、流量制御手段６を構成するペルチェ素子１２のペルチェ素子正面側２８より冷媒容器２６（ペルチェ正面側）へ加熱の温度制御が実施される。これにより冷媒の流量を増加させる制御（図１６における流量増大領域１での制御）が実施される。このとき図１４の冷媒充填装置６００で構成される製造ラインでは、すでに冷媒容器２７（ペルチェ反対面側）に接続された冷媒回路３ｂの真空引きが完了していることとする。

その後、冷媒容器２６（ペルチェ正面側）側の測定結果により冷媒充填終了直前と判断されると、流量制御手段６を構成するペルチェ素子正面側２８により冷媒容器２６（ペルチェ正面側）へ冷却の温度制御が実施されて、流量を減少させる制御が実施される。（図１６における流量減少領域１での制御）このとき、冷媒容器２７（ペルチェ反対面側）側の反対面側装置６２の弁９ｃ、９ｄ（充填停止手段）を開き、冷媒容器２７（ペルチェ反対面側）への充填を開始する。そして、ペルチェ素子正面側２８の冷却と並行して、ペルチェ素子反対面側２９は冷媒容器２７（ペルチェ反対面側）へ加熱の温度制御を実施し、流量をあげる制御（図１６における流量増大領域２での制御）を実施する（Ｓ６０２）。

この冷媒容器２７（ペルチェ反対面側）へ加熱制御の間に、冷媒容器２６（ペルチェ正面側）による第１冷媒回路３ａへの冷媒の充填量が必要冷媒量に達して、ペルチェ素子正面側２８の充填を停止する（Ｓ６０３）。

そして、真空引きされた次の製品（正面側装置６１に相当）が冷媒容器２６（ペルチェ正面側）に接続されて、充填開始を待つ（Ｓ６０４）。

その後、冷媒容器２７（ペルチェ反対面側）側の測定結果が冷媒充填終了直前と判断されると、流量制御手段６を構成するペルチェ素子反対面側２９より冷媒容器２７（ペルチェ反対面側）へ冷却等の温度制御が実施される。これにより、流量を減少させる制御が実施される（図１６における流量減少領域２での制御）。

このとき、冷媒容器２６（ペルチェ正面側）側の正面側装置６１の弁９ａ，９ｂ（充填停止手段）を開き、冷媒容器２６（ペルチェ正面側）による充填を開始する。そして、ペルチェ素子反対面側２９の冷却と並行して、ペルチェ素子正面側２８により、冷媒容器２６（ペルチェ正面側）へ加熱の温度制御が実施されて、流量を増加させる制御（図１６における流量増大領域３での制御）が実施される。

以降は、同じ制御が繰り返される。

以上のように、実施の形態６に係る冷媒充填装置６００は、複数の冷媒容器間に、冷媒容器が冷媒回路へ充填する冷媒の流量を制御する流量制御手段として、加熱・冷却のいずれも可能なペルチェ素子を用いる。そして、ペルチェ素子の両面の熱量を別々に冷媒容器へ供給するので、一方の冷媒容器への加熱制御時には、同時に他方の冷媒容器を冷却制御できる。よって、特に製造ラインのように冷媒回路を有する複数の製品が一定の時間差を持ちながら生産され、順に充填が実施されていく設備において、ペルチェ素子の廃熱を利用し、エネルギーの有効な活用を図ることができる。

実施の形態６に係る冷媒充填装置は、冷媒容器から、例えば冷熱機器などの冷媒回路内に、冷媒を充填するための冷媒充填装置において、複数の冷媒容器を複数の冷媒回路に接続し、その複数の冷媒容器の間に流量制御手段として、ペルチェ素子を用いた冷媒温度制御手段を設け、さらにペルチェ素子によって各々の冷媒容器の温度を、交互に加熱・冷却制御することを特徴とする。

実施の形態６に係る冷媒充填装置は、第１冷媒回路に冷媒を充填する第１冷媒容器と、第２冷媒回路に冷媒を充填する第２冷媒容器と、放熱と吸熱とを行う第１面と第２面とを有し、第１面が放熱する場合には第２面が吸熱し、第１面が吸熱する場合には第２面が放熱するペルチェ素子とを備え、前記ペルチェ素子は、前記第１冷媒容器と前記第２冷媒容器との間に配置され、第１面が放熱することにより第１冷媒容器を加熱する場合には第２面の吸熱により第２冷媒容器を冷却し、第１面が吸熱することにより第１冷媒容器を冷却する場合には第２面が放熱して第２冷媒容器を加熱することを特徴とする。

（実施例１）
図１７は、この発明の実施の形態１〜実施の形態６における流量制御手段６が備える冷媒容器温度制御手段８の使用するペルチェ素子１２の、冷媒容器１への取付けの実施例を示す図である。

（冷媒容器の容量が小さい場合）
まず、冷媒容器１の容量が小さい場合の、ペルチェ素子の冷媒容器１への取付け態様を説明する。冷媒容器１の容量が小さい場合は、図１７（ａ）に示すペルチェ素子設置領域６３のように、ペルチェ素子１２は、冷媒容器１の側面下部に設置される。

（冷媒容器の容量が大きい場合）
次に、冷媒容器１の容量が大きい場合の、ペルチェ素子１２の冷媒容器１への取付け態様を説明する。図１７（ｂ）に示すように、上部ペルチェ素子設置領域６４、下部ペルチェ素子設置領域６５というように、ペルチェ素子１２の設置領域を複数に分割する。冷媒容器１の側面下部に設けた下部用ペルチェ素子３３と、冷媒容器１の側面上部に設けた上部用ペルチェ素子３２に分けて設置する。

なお、図１７のペルチェ素子１２の代わりに、冷媒容器温度制御手段８としてヒータなどを使用しても同じ効果が得られる。

次に動作について説明する。

（冷媒容器の容量が小さい場合）
まず、冷媒容器１の容量が小さい場合について説明する。本実施例１では、図１７（ａ）に示すように、ペルチェ素子１２を冷媒容器１の側面下部に設置している。このため、常にペルチェ素子１２は、冷媒容器１内の液部を加熱できる。

（冷媒容器の容量が大きい場合）
次に、冷媒容器１の容量が大きい場合について説明する。本実施例１では、図１７（ｂ）に示すように、ペルチェ素子１２は複数に分割し、下部用ペルチェ素子３３と、上部用ペルチェ素子３２とに分けて設置している。

充填当初の満液時においては、冷媒容器１の下部用ペルチェ素子３３と、上部用ペルチェ素子３２の両方のペルチェ素子を通電する。

そして、充填に従い冷媒容器１内の残液量が減少し、液面高さが冷媒容器１の上部用ペルチェ素子３２よりも下の位置（図１７（ｂ）に示す「内容量減少時液面高さ」の位置）に下がると、上部用ペルチェ素子３２の通電を停止し、下部用ペルチェ素子３３のみ通電する。これにより、常に液部の温度を制御できる。

なお、図１７（ａ）、（ｂ）では、ペルチェ素子１２を、冷媒容器１の側面下部と冷媒容器１の側面上部に２分割している。しかし、これに限定することはなく、更に細分割し、例えば、側面上部、側面中部、側面下部のようにペルチェ素子を設けた構成でも良い。

以上のように、この発明の実施例１では、冷媒容器の容量が小さい場合及び冷媒容器の容量が大きい場合ともに、常に液の温度を制御可能にペルチェ素子を配置する。等圧下で加熱したとき、液のガス化による膨張率のほうが、ガスの膨張率よりも大きい。このため、同じ熱量を加えて冷媒容器の温度を制御しても、図１７（ｂ）の構成による場合のほうが、冷媒圧力をより効率よく制御することができる。

（実施例２）
次に、図１８、図１９を用いて実施例２を説明する。この発明の実施の形態１〜実施の形態６では、流量制御手段６として、冷媒容器温度制御手段８により冷媒容器の温度を制御することにより流量を制御する実施形態を説明してきた。これに対して、図１８、図１９では、流量制御手段６として、配管流量を制御する絞り回路を用いた場合の実施例の構成図を示している。

図１８は、実施例２に係る冷媒充填装置７０１の構成図である。冷媒充填装置７０１において、冷媒容器１は、冷媒回路３と配管１３により接続されている。また、配管１３に流量制御手段６を設けている。流量制御手段６の具体的内容は後述する。

図１９は、実施例２に係る冷媒充填装置７０２の構成図である。冷媒充填装置７０２において、冷媒容器１は、冷媒回路３と配管１３により接続されている。配管１３に設けられた流量制御バイパス回路３４中に、流量制御手段６を設けている。

ここで、冷媒充填装置７０１、冷媒充填装置７０２における流量制御手段６としては、絞り配管（キャピラリーチューブ等）、あるいは流量制御弁、あるいは膨張弁など、配管１３よりも流量を少なくできるものなら良い。

また、図１８、図１９では、実施の形態１で述べた冷媒容器圧力測定手段２、冷媒回路圧力測定手段４、実施の形態２で述べた充填量測定手段１０、流量測定手段１１等を省略しているが、流量制御を行うために、いずれの手段による測定値を用いても良い。

次に動作について説明する。
（１）図１８、図１９の冷媒充填装置７０１、７０２ともに充填が始まると、冷媒回路３への充填量が計算される。冷媒回路３の必要冷媒量と設定タクトタイムから、測定時が冷媒充填終了直前でないと判断されると、流量制御手段６により流量を増加させる制御が実施される（図８における流量増大領域での制御）。
（２）図１８の冷媒充填装置７０１では、流量制御弁が全開になるよう開放する。図１９の冷媒充填装置７０２では、流量を制限する流量制御バイパス回路３４を閉鎖し、流量を制限しない回路側を開放する。
（３）その後、測定時が冷媒充填終了直前と判断されると、流量制御手段６により流量を減少させる制御が実施される（図８における流量減少領域での制御）。図１８の冷媒充填装置７０１では、流量制御弁を絞ることで、流量を制限する。図１９の冷媒充填装置７０２では、流量を制限する流量制御バイパス回路３４を開放し、流量を制限しない回路側を閉鎖することで、流量を制限する。
（４）その後の測定において、充填量計算値が必要冷媒量に達し、充填終了を判断すると、充填停止手段９ａ等により充填を停止する。

以上のように、実施例２に示す冷媒充填装置７０１、冷媒充填装置７０２においても、流量を流量制御手段６によって制御することにより、充填開始当初は充填流量を多くして充填速度をあげ、充填終了直前に充填流量を少なくして充填速度をさげることができる。よって、タクトタイムの可変運用（図８における充填時間ｔ３可変による効果）と、充填精度の向上（図８における充填終了直前の流量制御により時間通りに規定の冷媒量を冷媒回路に充填可能）の両立を図ることができる。

実施の形態１における冷媒充填装置１００の構成図である。 実施の形態１における制御ブロック図である。 発明の実施の形態１における制御フローである。 発明の実施の形態２における冷媒充填装置２０１の構成図である。 発明の実施の形態２における冷媒充填装置２０２の構成図である。 発明の実施の形態２における制御ブロック図である。 発明の実施の形態２における制御フローである。 発明の実施の形態１〜５における冷媒の充填状態を示す特性線図である。 実施の形態３における冷媒充填装置の構成図である。 実施の形態３における冷媒充填装置３００の動作のフローチャートである。 実施の形態４における冷媒充填装置４００の構成図である。 実施の形態４における冷媒充填装置４００の動作のフローチャートである。 実施の形態５における冷媒充填装置５００の構成図である。 実施の形態６における冷媒充填装置６００の構成図である。 実施の形態６における冷媒充填装置６００の動作のフローチャートである。 実施の形態６における冷媒の充填状態を示す特性線図である。 実施例１における温度制御手段の取り付け構成図である。 実施例２における冷媒充填装置７０１の構成図である。 実施例２における冷媒充填装置７０２の構成図である。

符号の説明

１ 冷媒容器、２ 冷媒容器圧力測定手段、３ 冷媒回路、４ 冷媒回路圧力測定手段、５ 計算手段、６ 流量制御手段、７ 充填時間測定手段、８ 冷媒容器温度制御手段、９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 充填停止手段、１０ 充填量測定手段、１１ 流量測定手段、１２ ペルチェ素子、１３ 配管、１４ 高圧側冷媒容器、１５ 低圧側冷媒容器、１６ 高圧側流量制御手段、１７ 高圧側冷媒容器温度制御手段、１８ 高圧側ペルチェ素子、１９ 低圧側流量制御手段、２０ 低圧側冷媒容器温度制御手段、２１ 低圧側ペルチェ素子、２２ 高圧側冷媒容器圧力測定手段、２３ 低圧側冷媒容器圧力測定手段、２４ 液だめ、２５ 廃熱供給手段、２６ 冷媒容器、２７ 冷媒容器、２８ ペルチェ素子正面側、２９ ペルチェ素子反対面側、３０ 上部用冷媒容器温度制御手段、３１ 下部用冷媒容器温度制御手段、３２ 上部用ペルチェ素子、３３ 下部用ペルチェ素子、３４ 流量制御バイパス回路、３５ 液だめ圧力測定手段、３６ 高圧側計算手段、３７ 低圧側計算手段、３８ 液だめ温度制御手段、６１ 正面側装置、６２ 反対面側装置、６３ ペルチェ素子設置領域、６４ 上部ペルチェ素子設置領域、６５ 下部ペルチェ素子設置領域、１００，２０１，２０２，３００，４００，５００，６００，７０１，７０２ 冷媒充填装置。

Claims (12)

1. 冷媒を供給する複数の冷媒容器を備え、
   前記複数の冷媒容器のそれぞれと接続可能であるとともに前記複数の冷媒容器のいずれかと接続している冷媒回路に対して、
   接続している冷媒容器から他の冷媒容器に接続を切り替え、切り替えた前記他の冷媒容器から前記冷媒回路に冷媒を充填すると共に、
   前記複数の冷媒容器のそれぞれは、
   冷媒容器の内部の温度が所定の値に制御されることにより、冷媒容器の内部の容器内圧力が所定の圧力値に制御されること特徴とする冷媒充填装置。
2. 冷媒を有する冷媒容器から冷媒を使用する冷媒回路に配管を介して冷媒を充填する冷媒充填装置において、
   前記配管の途中に設置され、前記冷媒容器から流入される冷媒を蓄えて、蓄えた冷媒を前記冷媒回路に充填する蓄積手段と、
   前記蓄積手段が冷媒を前記冷媒回路に充填する場合に、前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を制御する流量制御手段とを備えたことを特徴とする冷媒充填装置。
3. 前記蓄積手段は、略密封されており、
   前記冷媒充填装置は、さらに、
   前記蓄積手段の内部の圧力を示す蓄積圧力を測定する蓄積圧力測定手段と、
   前記冷媒回路の内部の回路内圧力を測定する冷媒回路圧力測定手段と、
   前記冷媒回路圧力測定手段が測定した回路内圧力を用いて、前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を算出する計算手段と
   を備え、
   前記流量制御手段は、
   前記計算手段が算出した冷媒の充填量と前記蓄積圧力測定手段が測定した蓄積圧力とに基づいて、前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を制御することを特徴とする請求項２記載の冷媒充填装置。
4. 前記冷媒充填装置は、さらに、
   前記蓄積手段から前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を測定する充填量測定手段を備え、
   前記流量制御手段は、
   前記充填量測定手段が測定した冷媒の充填量に基づいて、前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を制御することを特徴とする請求項２記載の冷媒充填装置。
5. 前記冷媒充填装置は、さらに、
   前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を測定する流量測定手段と、
   前記流量測定手段が測定した冷媒の流量を用いて前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を算出充填量として算出し、算出した算出充填量と冷媒回路に充填が予定されている予定充填量との差分を算出する計算手段と
   を備え、
   前記流量制御手段は、
   前記計算手段が計算した差分に基づいて、前記蓄積手段から前記冷媒回路に向かう配管を流れる冷媒の流量を制御することを特徴とする請求項２記載の冷媒充填装置。
6. 前記流量制御手段は、
   冷媒の温度を制御する冷媒温度制御手段を含むことを特徴とする請求項３または４または５のいずれかに記載の冷媒充填装置。
7. 前記冷媒温度制御手段は、
   放熱と吸熱とを行う第１面と第２面とを有し、第１面が放熱する場合には第２面が吸熱し、第１面が吸熱する場合には第２面が放熱するペルチェ素子を含むことを特徴とする請求項６記載の冷媒充填装置。
8. 前記冷媒充填装置は、
   前記冷媒温度制御手段が発生した廃熱を前記冷媒回路に供給する廃熱供給手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の冷媒充填装置。
9. 第１冷媒回路に冷媒を充填する第１冷媒容器と、
   第２冷媒回路に冷媒を充填する第２冷媒容器と、
   放熱と吸熱とを行う第１面と第２面とを有し、第１面が放熱する場合には第２面が吸熱し、第１面が吸熱する場合には第２面が放熱するペルチェ素子とを備え、
   前記ペルチェ素子は、
   前記第１冷媒容器と前記第２冷媒容器との間に配置され、第１面が放熱することにより第１冷媒容器を加熱する場合には第２面の吸熱により第２冷媒容器を冷却し、第１面が吸熱することにより第１冷媒容器を冷却する場合には第２面が放熱して第２冷媒容器を加熱することを特徴とする冷媒充填装置。
10. 冷媒を有する冷媒容器から冷媒を使用する冷媒回路に配管を介して冷媒を充填する冷媒充填装置において、
    前記冷媒回路への前記冷媒の充填時間を所定の刻みで計測する充填時間計測手段と、
    前記充填時間計測手段による前記充填時間の計測ごとに、前記冷媒容器の内部の容器内圧力を前記計測に対応して測定する冷媒容器圧力測定手段と、
    前記充填時間計測手段による前記充填時間の計測ごとに、前記冷媒回路の内部の回路内圧力を前記計測に対応して測定する冷媒回路圧力測定手段と、
    前記充填時間計測手段によって計測された前記充填時間と、前記冷媒容器圧力測定手段によって測定された容器内圧力と、前記冷媒回路圧力測定手段によって測定された回路内圧力とを用いて、前記充填時間計測手段による計測時における前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を算出する計算手段と、
    前記計算手段が算出した冷媒の前記充填量に基づいて前記充填時間計測手段による計測時が前記冷媒回路への冷媒の充填終了直前かどうかを前記計測時ごとに判定し、充填終了直前ではないと判定した場合には前記配管を流れる冷媒の流量を上げる制御を実施し、充填終了直前であると判定した場合には前記配管を流れる冷媒の流量を下げる制御を実施する流量制御手段と
    を備えたことを特徴とする冷媒充填装置。
11. 冷媒を有する冷媒容器から冷媒を使用する冷媒回路に配管を介して冷媒を充填する冷媒充填装置において、
    前記冷媒回路への前記冷媒の充填時間を所定の刻みで計測する充填時間計測手段と、
    前記充填時間計測手段による前記充填時間の計測ごとに、前記冷媒容器から前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を前記計測に対応して測定する充填量測定手段と、
    前記充填量測定手段が測定した冷媒の充填量に基づいて前記充填時間計測手段による計測時が前記冷媒回路への冷媒の充填終了直前かどうかを前記計測時ごとに判定し、充填終了直前ではないと判定した場合には前記配管を流れる冷媒の流量を上げる制御を実施し、充填終了直前であると判定した場合には前記配管を流れる冷媒の流量を下げる制御を実施する流量制御手段と
    を備えたことを特徴とする冷媒充填装置。
12. 冷媒を有する冷媒容器から冷媒を使用する冷媒回路に配管を介して冷媒を充填する冷媒充填装置において、
    前記冷媒回路への前記冷媒の充填時間を所定の刻みで計測する充填時間計測手段と、
    前記充填時間計測手段による前記充填時間の計測ごとに、前記配管を流れる冷媒の流量を前記計測に対応して測定する流量測定手段と、
    前記充填時間計測手段によって計測された前記充填時間と、前記流量測定手段が測定した冷媒の流量とを用いて前記充填時間計測手段による計測時における前記冷媒回路に充填された冷媒の充填量を算出する計算手段と、
    前記計算手段が算出した前記充填量に基づいて前記充填時間計測手段による計測時が前記冷媒回路への冷媒の充填終了直前かどうかを前記計測時ごとに判定し、充填終了直前ではないと判定した場合には前記配管を流れる冷媒の流量を上げる制御を実施し、充填終了直前であると判定した場合には前記配管を流れる冷媒の流量を下げる制御を実施する流量制御手段と
    を備えたことを特徴とする冷媒充填装置。

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