JP4420506B2 - 冷媒配管の凍結工法および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒配管の凍結工法に関するものであり、特に冷媒配管や冷媒回路およびその構成部品の交換・修理・増設等の作業を行うに際し、配管内の冷媒を凝固させ流路を閉止することにより、冷媒を抜き取ることなく、冷媒配管などの交換・修理・増設等を行うことができる凍結工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建物内の部屋のリレイアウトに伴って室内機を移設する場合、あるいは空調能力の増強や電力負荷の平準化を目的に室内機や蓄熱槽を増設する場合、あるいは性能改善や故障のために冷媒回路やその構成部品（室外機や圧縮機など）の交換・修理・増設を行う場合、フロンガスの大気放出を防止する目的で、冷媒を一度冷媒回収容器に回収し、その冷媒を大気へ放出することなく、他の場所へ保管するという作業が行われる。このような手間を省略するため、上下水道管、水との混合物を輸送する流体輸送管、水の流通する冷暖房配管などの水配管設備では、交換箇所付近の水を凍結させ、閉塞栓を設ける凍結工法が提案されている。
【０００３】
ここで、凍結工法とは凍結可能な流体が流通する配管設備の補修などの作業を行う場合に、配管内の流体を凍結させて破損又は故障個所においてのみ冷媒の流通を阻止し、所望の補修作業を行うことができる配管補修の工法である。この凍結工法の例としては、特開昭５１−１０２２２０号公報に開示されたものが知られている。図１１および１２は前記公報開示の凍結工法の説明図である。図１１に示すように、本管１に複数の分岐管２、３、４が接続されている水道管において、例えば１つの分岐管Ｐ所が破損した場合、本管１に設けられた元栓５を閉じ、本管１および分岐管２、３、４の水を全て抜き出して、故障個所の補修をする必要があるため、配管の補修が終わるまで装置自体あるいは全配管の使用を停止する必要があり、大きな経済的、時間的損失が生じる。また、管の水抜きにより生じた排水を処理しなければならない不都合もある。
【０００４】
そこで、従来例では、配管の一部に破損が生じたり、配管に付設された設備(例えばバルブ)に故障が生じたような場合、配管の元栓を閉じたり、配管設備全体を停止させたりせずに、破損又は故障個所近くの一個所又は数箇所の管内水を氷結させ、当該個所においてのみ水の流通を阻止し、所望の補修作業を行う。以下、従来の凍結装置の詳細について説明する。図１２は、図１１における凍結装置６を詳細に示したものであり、当該装置により配管７内の水８を氷結させる。この凍結装置６は、ジャケット９から成り、該ジャケット９は、氷結すべき配管部分の外周面を覆うように配設される。また、ジャケット９は、配管７の所望位置に容易に着脱できるように２つのジャケット部片９ａ、９ｂから構成されている。ここで、各ジャケット部片９ａ、９ｂはゴムまたはその他の弾性材料から作られ、ジャケット９を配管７に取り付けるには、各ジャケット部片９ａ、９ｂの中に管７を位置させる。また、ジャケット部片は弾性材料で作られているため、それらが配管７に取付けられると、パッキングとしての機能を果たす。
【０００５】
また、ジャケット９が配管７に取り付けられると、ジャケット９内部の凹部と配管７の外周面とが協働して２つの中空室１４、１５を形成する。また、一方のジャケット部片９ａには、溝１６が形成され、この溝１６は２つの中空室１４と１５を連通させる通路を形成する。他方のジャケット部片９ｂには、冷却媒体の入口孔１７と出口孔１８が設けられている。入口孔１７には、冷却媒体を中空室１４に供給するための供給導管１９が接続され、出口孔１８には冷却媒体を中空室１５から排出するための排出導管２０が接続されている。
【０００６】
上記のような構成において、従来の凍結装置は、故障箇所の両側に取り付けられ、冷却媒体を、供給導管１９と入口孔１７を介して一方の中空室１４に供給する。供給された冷却媒体は配管７の外周を通過し、溝１６により形成された通路を経て他方の中空室１５に至り、再度配管７の外周を通過してから、出口孔１８および排出導管２０を通過して排出される。これによって配管７内の水は氷結して固化し、この固体栓８０を通過しようとする水の流れは阻止される。従って、故障箇所の水の流れがなくなり、修理を自由に行える。また、修理が終了した後に、中空室１４への冷却媒体の供給を停止するか、ジャケット９を配管７から取り外せば、管内の氷が溶け、水が自由に流通できるようになるというものである。
【０００７】
以上のように、従来は配管全体の水の流通を停止しなくても、作業箇所のみ管内流れを停止させて補修作業ができるとともに、冷却媒体が流通する中空室を２つに分け、当該中空室を接続する通路を入口孔１７から離れた位置に配設したため、冷却媒体が管外周面を全体に流れ、冷却効率を高めることができるというものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の凍結工法では、配管内を水が流通することを前提としているため、冷却媒体として０℃以下の冷却媒体が用いられる。しかし、冷媒配管では冷媒の凝固点が低く(Ｒ２２の場合、約−１６０℃)、固体栓が形成されない場合も生じ、空気調和機に用いられる冷媒配管には直接適用できないという問題があった。また、水が流通する配管としては鋼管が一般に使用されるため、固体栓近傍の配管を容易に変形させて固体栓の位置ずれを防止することが難しいという問題があった。また、固体栓は配管内面との接触部の付着力によって固定されるが、固体栓の融解が進行すると固体栓と管内面との摩擦抵抗力が弱くなるために、固体栓両側の圧力差が大きい場合には固体栓の位置ずれが生じて確実に管内流れを閉止できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に示した従来の課題を解決するためになされたものであり、冷媒配管や冷媒回路およびその構成部品の交換・修理・増設等の作業を行うに際し、配管内の冷媒を凝固させて流路を閉止でき交換・修理・増設等を容易にかつ短時間で行うことができる工法を提供することを目的とする。
また、冷媒を抜き取ることなく、冷媒配管などの交換・修理・増設等を容易にかつ短時間で行うことができる工法を提供することを目的とするものである。
また、固体栓の配管内面への付着力を大きくして、固体栓の位置ずれを防止し、固体栓両側の圧力差が大きい場合にも確実に冷媒の管内流れを閉止することができる凍結装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の冷媒配管の凍結工法は、少なくとも凝縮器と蒸発器とを配管で接続してなる冷媒回路において、前記冷媒回路を構成する少なくとも一部の配管外周面に管内冷媒の凝固点以下の冷却媒体を供給し、前記供給個所における管内の冷媒を固化させて固体栓を形成し、前記固体栓により管内の冷媒流通を閉止し、前記供給箇所近傍の冷媒配管を切断する。
【００１１】
また、前記固体栓を固定手段にて配管中に固定する。
【００１２】
また、前記供給箇所又はその近傍の配管を変形させることにより、前記固体栓が配管内で位置ずれを生じることを防止する。
【００１３】
また、切断された配管の端部に、火気を用いることなく配管接続するための接続手段を設け、配管接続時には前記接続手段を用いて接続する。
【００１４】
また、冷媒に可燃性冷媒を用いる。
【００１５】
また、前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換時に実施される。
【００１６】
また、上記凍結工法を用いた後に移設や増設する前記冷媒回路の構成要素、あるいは補修される前記冷媒回路、あるいは交換する前記冷媒回路の構成要素に、配管連通前に冷媒を予め充填する。
【００１７】
また、本発明の冷凍サイクル装置は、上記凍結工法を用いて、冷媒回路内の冷媒を抜き取ることなく、前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換をしたものである。
【００１８】
また、冷凍サイクル装置に圧縮機を備えたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
以下、本発明の実施形態１について図１〜図３に基づいて説明する。図１は本実施の形態１に係る凍結工法実施時の冷媒回路図を示している。
本実施の形態では、空調能力の増強などの目的で、冷凍サイクルの室内ユニットを増設する場合の例について説明する。この時、冷媒の交換は行わないものとする。
図１において、凍結工法の対象となる冷凍サイクルは、室外ユニット５０と、室内ユニット３０と、室外ユニット５０と室内ユニット３０とを接続する液配管１０およびガス配管１１とにより構成されている。また、ガス配管１１および液配管１０の途中部位には切断箇所からの管内冷媒の流れを閉止するための凍結装置４０が接続されている。具体的にはガス配管１１および液配管１０の途中部位に４つのジャケット４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが凍結すべき配管部分の外周面を覆うように設けられており、ジャケット４１ａ、４１ｂ間のＣおよびジャケット４１ｃ、４１ｄ間のＤにおいてガス配管１１および液配管１０が切断されるものとする。
【００２３】
室外ユニット５０内には、圧縮機５１、室外熱交換器５２および四方弁５３が収納されており、四方弁５３を図中の実線あるいは点線のように接続することにより、冷房運転と暖房運転とを切換えることができる。但し、室外ユニット５０はこの構成に限るものではなく、蓄熱槽が設けれられていたり、圧縮機５１がない自然循環型の構成としても良い。一方、室内ユニット３０内には、絞り手段３２、室内熱交換器３１が収納されており、ガス配管１０および液配管１１を通して前記の室外ユニット５０と接続されている。凍結装置４０は、ジャケット４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、冷却媒体ボンベ４３およびそれらを接続するための接続配管４２より構成されている。図１では、接続配管４２はＡで３箇所に分岐されてジャケット４１ａ、４１ｂに接続されており、他の１本がＢでさらに２箇所に分岐されてジャケット４１ｃおよび４１ｄに接続される構成となっている。また、冷却媒体ボンベ４３内には冷媒の凝固点以下の冷却媒体として例えば液体窒素(約−１９０℃)が封入されている。
【００２４】
つぎに、上記構成の冷凍サイクルに室内ユニットを増設する凍結工法の手順について説明する。図２は、ガス配管１１を所望の切断個所Ｃで切断して室内ユニットを増設する際の手順を示したものである。図２(ａ)に示すように切断箇所Ｃの両端をジャケット４１ａおよび４１ｂによって冷却した状態でガス配管１１を切断すると、ジャケット内には冷媒の固体栓が形成されて、管内冷媒の流れが阻止されるため、大気中に放出される冷媒は２つのジャケット間に存在するわずかな冷媒のみとなる。つぎに、図２(ｂ)に示すように逆Ｔ型配管４４を挿入し、両端４４ａ、４４ｂを切断箇所ＥおよびＦにそれぞれ接続する。ここで、逆Ｔ型配管４４の他の一端は増設する室内ユニットのガス側配管４６とあらかじめ接続されており、逆Ｔ型配管４４の両端４４ａ、４４ｂと切断箇所ＥおよびＦとの接続方法は、例えば、図２(ｃ)に示すように配管が銅管の場合には接続箇所４５において蝋付けなどを行うことにより、実現することができる。同様にして、増設する室内ユニットの液側配管を液配管１０に接続することができる。以上の手順により、冷媒回路内の冷媒の流通を閉止し、冷媒を抜き取ることなく図３に示すように冷媒回路中の任意の場所に室内ユニット１００を増設することができる。また、室内ユニットの増設が終了した後に、ジャケット４１ａ、４１ｂへの冷却媒体の供給を停止するか、ジャケット４１ａ、４１ｂをガス配管１１から取り外せば、管内の固体冷媒が溶け、冷媒が自由に流通できるようになる。冷媒の融解温度は常温（室温や屋外温度）に比べて十分低いので、速やかに液化するから、冷凍サイクル装置の試運転等も工事完了後それほど待たずに行なえる。
【００２５】
ところで、本実施の形態では、冷凍サイクル内の冷媒量は室内ユニット増設前の状態と同一であるため、室内ユニットの増設に伴って、冷媒回路全体の冷媒量が不足状態となる。しかし、この現象は室内ユニット増設後の試運転時に圧縮機吸入部の図示しないサービスポートより冷媒を追加充填することによって容易に回避することができる。
【００２６】
以上詳述したように、本発明の凍結工法によれば冷媒回路中の任意の場所に２つのジャケットを設置することにより、所望の切断個所から配管を自由に切断することができ、冷媒回路内の冷媒を抜き取ることなく、容易にかつ短時間で室内ユニットの増設を行うことができる。また、本実施の形態では、室内ユニットを増設する場合の例を示したが、同様に部屋のリレイアウトに伴って室内機を移設する場合、あるいは電力負荷平準化を目的に蓄熱槽を増設する場合、あるいは性能改善や故障のために構成部品である熱交換器、圧縮機、アキュムレータなどの交換・修理・増設を行う場合にも同様の凍結工法が適用できる。
上記のような作業を行なった場合、冷媒回路から冷媒を抜き取る必要がないから、冷媒回収による圧縮機への負担が伴わなず、またその結果、通常の冷凍サイクルの運転状態とは異なる冷媒回収作業によって検出手段が誤作動したり負担が伴うことを防止でき、作業に伴う圧縮機や、検出手段、さらには冷媒回路や構成要素へのダメージが小さく、信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【００２７】
実施の形態２．
以下、本発明の実施形態２について図４に基づいて説明する。図４は本実施の形態２に係る凍結工法実施時の冷媒回路図を示している。
本実施の形態も実施の形態１と同様に、空調能力の増強などの目的で、冷凍サイクルの室内ユニットを増設する場合の例について説明する。この時、冷媒の交換は行わないものとする。また、凍結工法の対象となる冷凍サイクルは、実施の形態１と同様であるため詳細な説明を省略する。
図４は、ガス配管１１を所望の切断個所Ｃで切断して室内ユニットを増設する際の手順を示したものである。図４(ｂ)に示すように、切断箇所と増設する室内ユニットとの接続が可能となるように、凍結工法によって切断されたガス配管１１の両端部に、例えばフレアー加工を施し、接続手段としてフレアーナット６６を取り付ける。この時、ジャケット４１ａおよび４１ｂによる管内冷媒の冷却を維持しておけば、冷媒の固体栓が形成されて、管内冷媒の流れが阻止されるため、大気中に放出される冷媒は２つのジャケット間に存在するわずかな冷媒のみとなる。つぎに、逆Ｔ型配管４４を挿入し、図４(ｃ)に示すように逆Ｔ型配管４４の両端部をフレアー６６の取付けられた切断箇所にそれぞれ接続する。ここで、逆Ｔ型配管４４の両端部にはボールバルブ６０および６１が設けられており、他の一端は増設する室内ユニットのガス側配管４６とあらかじめ接続されている。なお、ボールバルブ６０および６１はいずれもガス配管１１への接続時は閉止状態であり、増設する室内ユニットにはあらかじめ所定量の冷媒が充填されている。
【００２８】
上記のフレアーナット６６とボールバルブ６０および６１を締め付けることにより、室内ユニットをガス配管１１に接続することができ、更にボールバルブ６０および６１を開放すれば増設された室内ユニットと主冷媒回路が連通される。同様にして、増設する室内ユニットの液側配管を液配管１０に接続することができる。ここで、ガス配管１１の配管径が大きく、図４に示したフレアー接続が困難となる場合、代わりにフランジやカプラーを用いた接続方法によって室内ユニットの増設が可能となる。
【００２９】
以上の手順により、冷媒回路内の冷媒の流通を閉止し、冷媒を抜き取ることなく図３に示すように冷媒回路中の任意の場所に室内ユニットを増設することができる。また、室内ユニットの増設が終了した後に、ジャケットへの冷却媒体の供給を停止するか、ジャケットをガス配管１１から取り外せば、管内の固体冷媒が溶け、冷媒が自由に流通できるようになる。
【００３０】
また、本実施の形態では、増設する室内ユニットのガス側および液側配管部にあらかじめ開閉手段が設けられ、かつ冷媒が充填されているため、室内ユニットの増設後に開閉弁を開いて直ちに運転することができ、実施の形態１で示したような試運転時の冷媒充填作業が省略できる。また、増設する室内ユニットに冷媒が充填されておらず、代わりに空気が混入している場合でも、図４(ｃ)に示すようにボールバルブ６０に真空引きポート６４を取り付けておけば、図示しない真空ポンプを接続することによって逆Ｔ型配管４４や増設する室内ユニット内に存在する空気を除去することができる。
【００３１】
さらに、本実施の形態では、増設する室内ユニットの接続方法としてフレアーやフランジを用いたため、実施の形態１で示した蝋付け接続のように火気を用いる必要がなく、固体栓の溶解速度を小さくすることができる。この場合、特に冷媒がＲ３２、Ｒ１４３ａ、Ｒ１５２ａ、Ｒ２９０、Ｒ６００ａ、Ｒ７１７冷媒等に代表される可燃性冷媒である場合には、火気が伴わないので、容易に作業が行なえ、作業性が向上する。
また、冷却媒体として液体窒素を用いることにより、Ｒ２２等のＨＣＦＣ冷媒、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０７ｃ、Ｒ４１０ａ等のＨＦＣ冷媒はもとより、Ｒ２９０やＲ６００ａ等のＨＣ冷媒等幅広い冷媒に対して本発明の凍結工法を適用することが可能になる。
【００３２】
実施の形態３．
以下、本発明の実施形態３について図５〜図１０に基づいて説明する。図５は本実施の形態３に係る凍結工法に用いられ、冷媒配管の外周面に取り付けられるジャケットを示している。
凍結工法の対象となる冷凍サイクルの構成および配管を所望の切断個所で切断して室内ユニットを増設する際の手順については、実施の形態１あるいは実施の形態２と同様であるため詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、ジャケット９の内部構造と配管への取付け方法について図５、図６を用いて説明する。図５に示すように、ジャケット９は配管の所望位置に容易に着脱できるように、２つのジャケット部片９ａ、９ｂから構成され、それらは蝶番７０により互いに枢着されている。また、各ジャケット部片９ａ、９ｂは−２００℃程度の低温域においても弾性力を示すゴムまたはその他の弾性材料から作られ、各ジャケット部片の外面は例えば金属で作られた補強板７６ａ、７６ｂで覆われている。図６に示すように、ジャケット９を配管７に取付けるには、各ジャケット部片９ａ、９ｂの中に配管７を位置させ、各ジャケット部片９ａ、９ｂを図５に示すように矢印方向に回転し、各補強板７６ａ、７６ｂの縁部に設けられた各突起７７ａと７７ｂを合わせ、突起７７ａ、７７ｂに形成した孔７３ａ、７３ｂに例えばボルト、ナットを取付けて、これを締め付ける。ジャケット部片９ａ、９ｂが配管７に取付けられて締め付けられると、ジャケット部片は弾性材料で作られているため、パッキングとしての密閉機能を果たす。
【００３３】
また、図５に示すように、各ジャケット部片９ａ、９ｂには各々凹部１４ａ、１４ｂが形成され、ジャケット９が上述のようにして、配管７に取付けれられると、図６に示すように上記凹部１４ａ、１４ｂは配管７の外周面との間に中空室１４を形成する。また、一方のジャケット部片９ｂとこれを覆う補強版７６ｂには、図５に示すように、冷却媒体の入口孔１７が設けられ、他方のジャケット部片９ａとこれを覆う補強版７６ａには、冷却媒体の出口孔１８が設けられている。入口孔１７には、冷却媒体を中空室１４に供給するための供給導管１９が接続され、出口孔１８には冷却媒体を中空室１４から排出するための排出導管２０が接続されている。
【００３４】
上記のように構成されるジャケット９に、図示しない冷却媒体用ポンプにより冷却媒体である液体窒素を供給導管１９と入口孔１７を介して中空室１４に供給する。供給された冷却媒体は配管７の周囲を冷却した後、出口孔１８から排出される。これによって配管７内の冷媒は固化して固体栓８０を形成し、この固体栓８０を通過しようとする冷媒の流れは阻止される。
【００３５】
本実施の形態では、供給導管１９がジャケット９の下部に、排出導管２０がジャケット９の上部に設けられているので、冷却媒体が管外周面を全体に流れ、冷却効率を高めることができる。また、図６に示すように、排出導管２０の一端が中空室１４に接続され、他端が上向きに大気開放されていても良く、この場合には上部から液面７１の位置を目視観察することにより、中空室１４が冷却媒体で満たされていることを確認できるとともに、液面７１を一定レベルに維持するように必要に応じて冷却媒体用ポンプを断続動作させることもできる。また、目視観察の代わりに液面７１にフロートを設けたり、排出導管２０自身をガラス管で構成することにより前記の液面７１の制御を行うこともできる。さらに、供給導管１９および排出導管２０の両方をジャケット９の上部に設け、冷却媒体用ポンプの代わりに重力を利用して冷却媒体をジャケット９に供給する構成としても同様に冷却媒体が管外周面を全体に流れ、冷却効率を高めることができる。
【００３６】
また、固体栓８０は、その縁部が配管内面に接触して、内壁面と固体栓との接触部の付着力によって固定されるが、固体栓近傍の蝋付け作業などで固体栓８０の融解が進行すると、固体栓８０の壁面摩擦力が小さくなって冷媒流路の閉止力が弱まるために、固体栓８０両側の圧力差が大きい場合には固体栓の位置ずれが生じやすくなる可能性がある。そこで、図７に示すように、固体栓８０が形成される箇所近傍の配管７を変形させて縮管部８１を設けることにより、蝋付けなどの熱によって固体栓８０が融解して滑りが生じ、位置ずれが発生するのを防止することができる。この場合、縮管部８１が設けられた配管７は、変形によって配管肉厚が薄くなるとともに応力集中が生じ易くなるため、室内ユニットの増設など所望の作業終了後は、図８(ａ)に示すように蝋材８３を付加して配管肉厚を増加させたり、図８(ｂ)に示すように配管外周面に縮管部８３を内包する新たな配管８５をＧ部で蝋付けすることにより二重管構造として配管肉厚を増加させるようにする。
【００３７】
また、固体栓８０の位置ずれを防止する他の手段として、図９に示すように配管外面から釘などを打ち込んで配管内面に突起８６を突出させる方法が挙げられる。この方法では、図９のように、凍結によって形成された固体栓８０に突起８６を食い込ませた状態とし、凍結による固体栓８０と管内面との付着力に加えて、固体栓８０と突起８６とのせん断力が加えられるため、固体栓の位置ずれを防止することができる。
【００３８】
ところで、図１０(ａ)はジャケットをビニールなどの非金属材料８７で構成した場合の図であり、図１０(ｂ)はその断面図を示している。図１０(ａ)に示すように、ジャケットの両端部は例えばナイロン紐８８などで固定されている。この場合には図５に示したような蝶番７０や金属の補強版７６を備えるジャケットを用いる場合に比べて作業が簡単で作業性が向上するという効果がある。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の冷媒配管の凍結工法によれば、少なくとも凝縮器と蒸発器とを配管で接続してなる冷媒回路において、前記冷媒回路を構成する少なくとも一部の配管外周面に管内冷媒の凝固点以下の冷却媒体を供給し、前記供給個所における管内の冷媒を固化させて固体栓を形成し、前記固体栓により管内の冷媒流通を閉止し、前記供給箇所近傍の冷媒配管を切断するので、所望の切断個所から配管を切断することができ、冷媒配管などの交換・修理・増設等の作業を容易にかつ短時間で行うことができるという効果がある。
【００４０】
また、前記固体栓を固定手段にて配管中に固定するので、固体栓両側の圧力差が大きい場合にも確実に冷媒の管内流れを閉止することができるという効果がある。
【００４１】
また、前記供給箇所又はその近傍の配管を変形させることにより、前記固体栓が配管内で位置ずれを生じることを防止したので、固体栓両側の圧力差が大きい場合にも容易且つ確実に冷媒の管内流れを閉止することができるという効果がある。
【００４２】
また、切断された配管の端部に接続手段を設け、配管接続時には前記接続手段を用いて接続するので、蝋付け接続のような火気を用いる必要がなく、固体栓の溶解速度を小さくすることができる効果がある。
【００４３】
また、冷媒が可燃性冷媒であっても、蝋付け接続のような火気を用いる必要がないから、作業性が向上する効果がある。
【００４４】
また、前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換時に実施されるので、蒸発器や凝縮器の移設や増設、あるいは冷媒回路の補修、あるいは冷媒回路の構成要素の交換を容易にかつ短時間で行うことができるという効果がある。
【００４５】
また、上述の凍結工法を用いた後に移設や増設する前記冷媒回路の構成要素、あるいは補修される前記冷媒回路、あるいは交換する前記冷媒回路の構成要素に、配管連通前に冷媒を予め充填するので、作業後直ちに運転をすることが可能になる効果が得られる。
【００４６】
また、本発明の冷凍サイクル装置によれば、上述の冷媒配管の凍結工法を用いて前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換をしたものであるから、作業に伴う冷媒回路や構成要素へのダメージが小さく、信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる効果がある。
【００４７】
また、圧縮機を備えた冷凍サイクル装置であっても、冷媒を回収することなく前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換ができるから、冷媒回収による圧縮機への負担が伴わなず、圧縮機の信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる効果がある。
【００４８】
また、冷媒変化を検出する検出手段を備えた冷凍サイクル装置であっても、冷媒を回収することなく前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換ができるから、通常の冷凍サイクルの運転状態とは異なる冷媒回収作業によって検出手段が誤作動したり負担が伴うことを防止でき、検出手段の信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる効果がある。
【００４９】
また、本発明の凍結装置によれば、管外周面に配設されるジャケットと、前記ジャケットにより形成された中空室と、前記中空室に管内流体の凝固点以下の冷却媒体を供給するためにジャケットに形成した入口孔と、中空室から冷却媒体を排出するためにジャケットに形成した出口孔と、を有する凍結装置において、前記入口孔を前記ジャケットの上部または下部に、前記出口孔を前記ジャケットの上部にそれぞれ備えたので、冷却媒体が管外周面を全体に流れ、冷却効率を高めることができるという効果がある。
【００５０】
また、前記管外周面と接する前記ジャケット部材を、非金属材料で構成したので、作業が簡単で作業性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１に係る凍結工法実施時の冷媒回路図である。
【図２】 実施の形態１に係る室内ユニットの増設手順を示す図である。
【図３】 実施の形態１に係る室内ユニット増設後の冷媒回路図である。
【図４】 実施の形態２に係る室内ユニットの増設手順を示す図である。
【図５】 実施の形態３に係る凍結工法に使用されるジャケットの内部構造図である。
【図６】 実施の形態３に係るジャケットの接続された状態での配管およびジャケットの断面図である。
【図７】 実施の形態３に係るジャケットの接続された状態での配管およびジャケットの断面図である。
【図８】 実施の形態３に係る凍結工法終了後の配管の断面図である。
【図９】 実施の形態３に係るジャケットの接続された状態での配管の断面図である。
【図１０】 実施の形態３に係るジャケットの接続された状態での配管の断面図である。
【図１１】 従来の凍結工法を示す図である。
【図１２】 従来の凍結装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 本管、 ５ 元栓、 ２、３、４ 分岐管、 ６ 凍結装置、 ７、８５配管、 ８ 水、 ９、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ ジャケット、 ９ａ、９ｂ ジャケット部片、 １０ 液配管、 １１ ガス配管、 １６ 溝、１４、１５ 中空室、 １４ａ、１４ｂ 凹部、 １７ 入口孔、 １８ 出口孔、 １９ 供給導管、 ２０ 排出導管、 ３０ 室内ユニット、 ３１ 室内熱交換器、 ３２ 絞り手段、 ４２ 接続配管、 ４３ 冷却媒体ボンベ、 ４４ 逆Ｔ型配管、 ４４ａ、４４ｂ 逆Ｔ型配管両端部、 ４５ 接続箇所、 ５０ 室外ユニット、 ５１ 圧縮機、 ５２ 室外熱交換器、 ５３ 四方弁、 ６０、６１ ボールバルブ、 ６４ 真空引きポート、 ６６ フレアーナット、 ７０ 蝶番、 ７１ 液面、 ７６ａ、７６ｂ 補強版、 ７７ａ、７７ｂ 突起孔、 ８０ 固体栓、 ８１ 縮管部、８３ 蝋材、 ８６ 突起、 ８７ 非金属材料、 ８８ ナイロン紐、 １００ (増設)室内ユニット。
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒配管の凍結工法に関するものであり、特に冷媒配管や冷媒回路およびその構成部品の交換・修理・増設等の作業を行うに際し、配管内の冷媒を凝固させ流路を閉止することにより、冷媒を抜き取ることなく、冷媒配管などの交換・修理・増設等を行うことができる凍結工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建物内の部屋のリレイアウトに伴って室内機を移設する場合、あるいは空調能力の増強や電力負荷の平準化を目的に室内機や蓄熱槽を増設する場合、あるいは性能改善や故障のために冷媒回路やその構成部品（室外機や圧縮機など）の交換・修理・増設を行う場合、フロンガスの大気放出を防止する目的で、冷媒を一度冷媒回収容器に回収し、その冷媒を大気へ放出することなく、他の場所へ保管するという作業が行われる。このような手間を省略するため、上下水道管、水との混合物を輸送する流体輸送管、水の流通する冷暖房配管などの水配管設備では、交換箇所付近の水を凍結させ、閉塞栓を設ける凍結工法が提案されている。
【０００３】
ここで、凍結工法とは凍結可能な流体が流通する配管設備の補修などの作業を行う場合に、配管内の流体を凍結させて破損又は故障個所においてのみ冷媒の流通を阻止し、所望の補修作業を行うことができる配管補修の工法である。この凍結工法の例としては、特開昭５１−１０２２２０号公報に開示されたものが知られている。図１１および１２は前記公報開示の凍結工法の説明図である。図１１に示すように、本管１に複数の分岐管２、３、４が接続されている水道管において、例えば１つの分岐管Ｐ所が破損した場合、本管１に設けられた元栓５を閉じ、本管１および分岐管２、３、４の水を全て抜き出して、故障個所の補修をする必要があるため、配管の補修が終わるまで装置自体あるいは全配管の使用を停止する必要があり、大きな経済的、時間的損失が生じる。また、管の水抜きにより生じた排水を処理しなければならない不都合もある。
【０００４】
そこで、従来例では、配管の一部に破損が生じたり、配管に付設された設備(例えばバルブ)に故障が生じたような場合、配管の元栓を閉じたり、配管設備全体を停止させたりせずに、破損又は故障個所近くの一個所又は数箇所の管内水を氷結させ、当該個所においてのみ水の流通を阻止し、所望の補修作業を行う。以下、従来の凍結装置の詳細について説明する。図１２は、図１１における凍結装置６を詳細に示したものであり、当該装置により配管７内の水８を氷結させる。この凍結装置６は、ジャケット９から成り、該ジャケット９は、氷結すべき配管部分の外周面を覆うように配設される。また、ジャケット９は、配管７の所望位置に容易に着脱できるように２つのジャケット部片９ａ、９ｂから構成されている。ここで、各ジャケット部片９ａ、９ｂはゴムまたはその他の弾性材料から作られ、ジャケット９を配管７に取り付けるには、各ジャケット部片９ａ、９ｂの中に管７を位置させる。また、ジャケット部片は弾性材料で作られているため、それらが配管７に取付けられると、パッキングとしての機能を果たす。
【０００５】
また、ジャケット９が配管７に取り付けられると、ジャケット９内部の凹部と配管７の外周面とが協働して２つの中空室１４、１５を形成する。また、一方のジャケット部片９ａには、溝１６が形成され、この溝１６は２つの中空室１４と１５を連通させる通路を形成する。他方のジャケット部片９ｂには、冷却媒体の入口孔１７と出口孔１８が設けられている。入口孔１７には、冷却媒体を中空室１４に供給するための供給導管１９が接続され、出口孔１８には冷却媒体を中空室１５から排出するための排出導管２０が接続されている。
【０００６】
上記のような構成において、従来の凍結装置は、故障箇所の両側に取り付けられ、冷却媒体を、供給導管１９と入口孔１７を介して一方の中空室１４に供給する。供給された冷却媒体は配管７の外周を通過し、溝１６により形成された通路を経て他方の中空室１５に至り、再度配管７の外周を通過してから、出口孔１８および排出導管２０を通過して排出される。これによって配管７内の水は氷結して固化し、この固体栓８０を通過しようとする水の流れは阻止される。従って、故障箇所の水の流れがなくなり、修理を自由に行える。また、修理が終了した後に、中空室１４への冷却媒体の供給を停止するか、ジャケット９を配管７から取り外せば、管内の氷が溶け、水が自由に流通できるようになるというものである。
【０００７】
以上のように、従来は配管全体の水の流通を停止しなくても、作業箇所のみ管内流れを停止させて補修作業ができるとともに、冷却媒体が流通する中空室を２つに分け、当該中空室を接続する通路を入口孔１７から離れた位置に配設したため、冷却媒体が管外周面を全体に流れ、冷却効率を高めることができるというものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の凍結工法では、配管内を水が流通することを前提としているため、冷却媒体として０℃以下の冷却媒体が用いられる。しかし、冷媒配管では冷媒の凝固点が低く(Ｒ２２の場合、約−１６０℃)、固体栓が形成されない場合も生じ、空気調和機に用いられる冷媒配管には直接適用できないという問題があった。また、水が流通する配管としては鋼管が一般に使用されるため、固体栓近傍の配管を容易に変形させて固体栓の位置ずれを防止することが難しいという問題があった。また、固体栓は配管内面との接触部の付着力によって固定されるが、固体栓の融解が進行すると固体栓と管内面との摩擦抵抗力が弱くなるために、固体栓両側の圧力差が大きい場合には固体栓の位置ずれが生じて確実に管内流れを閉止できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に示した従来の課題を解決するためになされたものであり、冷媒配管や冷媒回路およびその構成部品の交換・修理・増設等の作業を行うに際し、配管内の冷媒を凝固させて流路を閉止でき交換・修理・増設等を容易にかつ短時間で行うことができる工法を提供することを目的とする。
また、冷媒を抜き取ることなく、冷媒配管などの交換・修理・増設等を容易にかつ短時間で行うことができる工法を提供することを目的とするものである。
また、固体栓の配管内面への付着力を大きくして、固体栓の位置ずれを防止し、固体栓両側の圧力差が大きい場合にも確実に冷媒の管内流れを閉止することができる凍結装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の冷媒配管の凍結工法は、少なくとも凝縮器と蒸発器とを配管で接続してなる冷媒回路において、前記冷媒回路を構成する少なくとも一部の配管外周面に管内冷媒の凝固点以下の冷却媒体を供給し、前記供給個所における管内の冷媒を固化させて固体栓を形成し、前記固体栓により管内の冷媒流通を閉止し、前記供給箇所近傍の冷媒配管を切断する。
【００１１】
また、前記固体栓を固定手段にて配管中に固定する。
【００１２】
また、前記供給箇所又はその近傍の配管を変形させることにより、前記固体栓が配管内で位置ずれを生じることを防止する。
【００１３】
また、切断された配管の端部に、火気を用いることなく配管接続するための接続手段を設け、配管接続時には前記接続手段を用いて接続する。
【００１４】
また、冷媒に可燃性冷媒を用いる。
【００１５】
また、前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換時に実施される。
【００１６】
また、上記凍結工法を用いた後に移設や増設する前記冷媒回路の構成要素、あるいは補修される前記冷媒回路、あるいは交換する前記冷媒回路の構成要素に、配管連通前に冷媒を予め充填する。
【００１７】
また、本発明の冷凍サイクル装置は、上記凍結工法を用いて、冷媒回路内の冷媒を抜き取ることなく、前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換をしたものである。
【００１８】
また、冷凍サイクル装置に圧縮機を備えたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
以下、本発明の実施形態１について図１〜図３に基づいて説明する。図１は本実施の形態１に係る凍結工法実施時の冷媒回路図を示している。
本実施の形態では、空調能力の増強などの目的で、冷凍サイクルの室内ユニットを増設する場合の例について説明する。この時、冷媒の交換は行わないものとする。
図１において、凍結工法の対象となる冷凍サイクルは、室外ユニット５０と、室内ユニット３０と、室外ユニット５０と室内ユニット３０とを接続する液配管１０およびガス配管１１とにより構成されている。また、ガス配管１１および液配管１０の途中部位には切断箇所からの管内冷媒の流れを閉止するための凍結装置４０が接続されている。具体的にはガス配管１１および液配管１０の途中部位に４つのジャケット４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが凍結すべき配管部分の外周面を覆うように設けられており、ジャケット４１ａ、４１ｂ間のＣおよびジャケット４１ｃ、４１ｄ間のＤにおいてガス配管１１および液配管１０が切断されるものとする。
【００２３】
室外ユニット５０内には、圧縮機５１、室外熱交換器５２および四方弁５３が収納されており、四方弁５３を図中の実線あるいは点線のように接続することにより、冷房運転と暖房運転とを切換えることができる。但し、室外ユニット５０はこの構成に限るものではなく、蓄熱槽が設けれられていたり、圧縮機５１がない自然循環型の構成としても良い。一方、室内ユニット３０内には、絞り手段３２、室内熱交換器３１が収納されており、ガス配管１０および液配管１１を通して前記の室外ユニット５０と接続されている。凍結装置４０は、ジャケット４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、冷却媒体ボンベ４３およびそれらを接続するための接続配管４２より構成されている。図１では、接続配管４２はＡで３箇所に分岐されてジャケット４１ａ、４１ｂに接続されており、他の１本がＢでさらに２箇所に分岐されてジャケット４１ｃおよび４１ｄに接続される構成となっている。また、冷却媒体ボンベ４３内には冷媒の凝固点以下の冷却媒体として例えば液体窒素(約−１９０℃)が封入されている。
【００２４】
つぎに、上記構成の冷凍サイクルに室内ユニットを増設する凍結工法の手順について説明する。図２は、ガス配管１１を所望の切断個所Ｃで切断して室内ユニットを増設する際の手順を示したものである。図２(ａ)に示すように切断箇所Ｃの両端をジャケット４１ａおよび４１ｂによって冷却した状態でガス配管１１を切断すると、ジャケット内には冷媒の固体栓が形成されて、管内冷媒の流れが阻止されるため、大気中に放出される冷媒は２つのジャケット間に存在するわずかな冷媒のみとなる。つぎに、図２(ｂ)に示すように逆Ｔ型配管４４を挿入し、両端４４ａ、４４ｂを切断箇所ＥおよびＦにそれぞれ接続する。ここで、逆Ｔ型配管４４の他の一端は増設する室内ユニットのガス側配管４６とあらかじめ接続されており、逆Ｔ型配管４４の両端４４ａ、４４ｂと切断箇所ＥおよびＦとの接続方法は、例えば、図２(ｃ)に示すように配管が銅管の場合には接続箇所４５において蝋付けなどを行うことにより、実現することができる。同様にして、増設する室内ユニットの液側配管を液配管１０に接続することができる。以上の手順により、冷媒回路内の冷媒の流通を閉止し、冷媒を抜き取ることなく図３に示すように冷媒回路中の任意の場所に室内ユニット１００を増設することができる。また、室内ユニットの増設が終了した後に、ジャケット４１ａ、４１ｂへの冷却媒体の供給を停止するか、ジャケット４１ａ、４１ｂをガス配管１１から取り外せば、管内の固体冷媒が溶け、冷媒が自由に流通できるようになる。冷媒の融解温度は常温（室温や屋外温度）に比べて十分低いので、速やかに液化するから、冷凍サイクル装置の試運転等も工事完了後それほど待たずに行なえる。
【００２５】
ところで、本実施の形態では、冷凍サイクル内の冷媒量は室内ユニット増設前の状態と同一であるため、室内ユニットの増設に伴って、冷媒回路全体の冷媒量が不足状態となる。しかし、この現象は室内ユニット増設後の試運転時に圧縮機吸入部の図示しないサービスポートより冷媒を追加充填することによって容易に回避することができる。
【００２６】
以上詳述したように、本発明の凍結工法によれば冷媒回路中の任意の場所に２つのジャケットを設置することにより、所望の切断個所から配管を自由に切断することができ、冷媒回路内の冷媒を抜き取ることなく、容易にかつ短時間で室内ユニットの増設を行うことができる。また、本実施の形態では、室内ユニットを増設する場合の例を示したが、同様に部屋のリレイアウトに伴って室内機を移設する場合、あるいは電力負荷平準化を目的に蓄熱槽を増設する場合、あるいは性能改善や故障のために構成部品である熱交換器、圧縮機、アキュムレータなどの交換・修理・増設を行う場合にも同様の凍結工法が適用できる。
上記のような作業を行なった場合、冷媒回路から冷媒を抜き取る必要がないから、冷媒回収による圧縮機への負担が伴わなず、またその結果、通常の冷凍サイクルの運転状態とは異なる冷媒回収作業によって検出手段が誤作動したり負担が伴うことを防止でき、作業に伴う圧縮機や、検出手段、さらには冷媒回路や構成要素へのダメージが小さく、信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる。
【００２７】
実施の形態２．
以下、本発明の実施形態２について図４に基づいて説明する。図４は本実施の形態２に係る凍結工法実施時の冷媒回路図を示している。
本実施の形態も実施の形態１と同様に、空調能力の増強などの目的で、冷凍サイクルの室内ユニットを増設する場合の例について説明する。この時、冷媒の交換は行わないものとする。また、凍結工法の対象となる冷凍サイクルは、実施の形態１と同様であるため詳細な説明を省略する。
図４は、ガス配管１１を所望の切断個所Ｃで切断して室内ユニットを増設する際の手順を示したものである。図４(ｂ)に示すように、切断箇所と増設する室内ユニットとの接続が可能となるように、凍結工法によって切断されたガス配管１１の両端部に、例えばフレアー加工を施し、接続手段としてフレアーナット６６を取り付ける。この時、ジャケット４１ａおよび４１ｂによる管内冷媒の冷却を維持しておけば、冷媒の固体栓が形成されて、管内冷媒の流れが阻止されるため、大気中に放出される冷媒は２つのジャケット間に存在するわずかな冷媒のみとなる。つぎに、逆Ｔ型配管４４を挿入し、図４(ｃ)に示すように逆Ｔ型配管４４の両端部をフレアー６６の取付けられた切断箇所にそれぞれ接続する。ここで、逆Ｔ型配管４４の両端部にはボールバルブ６０および６１が設けられており、他の一端は増設する室内ユニットのガス側配管４６とあらかじめ接続されている。なお、ボールバルブ６０および６１はいずれもガス配管１１への接続時は閉止状態であり、増設する室内ユニットにはあらかじめ所定量の冷媒が充填されている。
【００２８】
上記のフレアーナット６６とボールバルブ６０および６１を締め付けることにより、室内ユニットをガス配管１１に接続することができ、更にボールバルブ６０および６１を開放すれば増設された室内ユニットと主冷媒回路が連通される。同様にして、増設する室内ユニットの液側配管を液配管１０に接続することができる。ここで、ガス配管１１の配管径が大きく、図４に示したフレアー接続が困難となる場合、代わりにフランジやカプラーを用いた接続方法によって室内ユニットの増設が可能となる。
【００２９】
以上の手順により、冷媒回路内の冷媒の流通を閉止し、冷媒を抜き取ることなく図３に示すように冷媒回路中の任意の場所に室内ユニットを増設することができる。また、室内ユニットの増設が終了した後に、ジャケットへの冷却媒体の供給を停止するか、ジャケットをガス配管１１から取り外せば、管内の固体冷媒が溶け、冷媒が自由に流通できるようになる。
【００３０】
また、本実施の形態では、増設する室内ユニットのガス側および液側配管部にあらかじめ開閉手段が設けられ、かつ冷媒が充填されているため、室内ユニットの増設後に開閉弁を開いて直ちに運転することができ、実施の形態１で示したような試運転時の冷媒充填作業が省略できる。また、増設する室内ユニットに冷媒が充填されておらず、代わりに空気が混入している場合でも、図４(ｃ)に示すようにボールバルブ６０に真空引きポート６４を取り付けておけば、図示しない真空ポンプを接続することによって逆Ｔ型配管４４や増設する室内ユニット内に存在する空気を除去することができる。
【００３１】
さらに、本実施の形態では、増設する室内ユニットの接続方法としてフレアーやフランジを用いたため、実施の形態１で示した蝋付け接続のように火気を用いる必要がなく、固体栓の溶解速度を小さくすることができる。この場合、特に冷媒がＲ３２、Ｒ１４３ａ、Ｒ１５２ａ、Ｒ２９０、Ｒ６００ａ、Ｒ７１７冷媒等に代表される可燃性冷媒である場合には、火気が伴わないので、容易に作業が行なえ、作業性が向上する。
また、冷却媒体として液体窒素を用いることにより、Ｒ２２等のＨＣＦＣ冷媒、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０７ｃ、Ｒ４１０ａ等のＨＦＣ冷媒はもとより、Ｒ２９０やＲ６００ａ等のＨＣ冷媒等幅広い冷媒に対して本発明の凍結工法を適用することが可能になる。
【００３２】
実施の形態３．
以下、本発明の実施形態３について図５〜図１０に基づいて説明する。図５は本実施の形態３に係る凍結工法に用いられ、冷媒配管の外周面に取り付けられるジャケットを示している。
凍結工法の対象となる冷凍サイクルの構成および配管を所望の切断個所で切断して室内ユニットを増設する際の手順については、実施の形態１あるいは実施の形態２と同様であるため詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、ジャケット９の内部構造と配管への取付け方法について図５、図６を用いて説明する。図５に示すように、ジャケット９は配管の所望位置に容易に着脱できるように、２つのジャケット部片９ａ、９ｂから構成され、それらは蝶番７０により互いに枢着されている。また、各ジャケット部片９ａ、９ｂは−２００℃程度の低温域においても弾性力を示すゴムまたはその他の弾性材料から作られ、各ジャケット部片の外面は例えば金属で作られた補強板７６ａ、７６ｂで覆われている。図６に示すように、ジャケット９を配管７に取付けるには、各ジャケット部片９ａ、９ｂの中に配管７を位置させ、各ジャケット部片９ａ、９ｂを図５に示すように矢印方向に回転し、各補強板７６ａ、７６ｂの縁部に設けられた各突起７７ａと７７ｂを合わせ、突起７７ａ、７７ｂに形成した孔７３ａ、７３ｂに例えばボルト、ナットを取付けて、これを締め付ける。ジャケット部片９ａ、９ｂが配管７に取付けられて締め付けられると、ジャケット部片は弾性材料で作られているため、パッキングとしての密閉機能を果たす。
【００３３】
また、図５に示すように、各ジャケット部片９ａ、９ｂには各々凹部１４ａ、１４ｂが形成され、ジャケット９が上述のようにして、配管７に取付けれられると、図６に示すように上記凹部１４ａ、１４ｂは配管７の外周面との間に中空室１４を形成する。また、一方のジャケット部片９ｂとこれを覆う補強版７６ｂには、図５に示すように、冷却媒体の入口孔１７が設けられ、他方のジャケット部片９ａとこれを覆う補強版７６ａには、冷却媒体の出口孔１８が設けられている。入口孔１７には、冷却媒体を中空室１４に供給するための供給導管１９が接続され、出口孔１８には冷却媒体を中空室１４から排出するための排出導管２０が接続されている。
【００３４】
上記のように構成されるジャケット９に、図示しない冷却媒体用ポンプにより冷却媒体である液体窒素を供給導管１９と入口孔１７を介して中空室１４に供給する。供給された冷却媒体は配管７の周囲を冷却した後、出口孔１８から排出される。これによって配管７内の冷媒は固化して固体栓８０を形成し、この固体栓８０を通過しようとする冷媒の流れは阻止される。
【００３５】
本実施の形態では、供給導管１９がジャケット９の下部に、排出導管２０がジャケット９の上部に設けられているので、冷却媒体が管外周面を全体に流れ、冷却効率を高めることができる。また、図６に示すように、排出導管２０の一端が中空室１４に接続され、他端が上向きに大気開放されていても良く、この場合には上部から液面７１の位置を目視観察することにより、中空室１４が冷却媒体で満たされていることを確認できるとともに、液面７１を一定レベルに維持するように必要に応じて冷却媒体用ポンプを断続動作させることもできる。また、目視観察の代わりに液面７１にフロートを設けたり、排出導管２０自身をガラス管で構成することにより前記の液面７１の制御を行うこともできる。さらに、供給導管１９および排出導管２０の両方をジャケット９の上部に設け、冷却媒体用ポンプの代わりに重力を利用して冷却媒体をジャケット９に供給する構成としても同様に冷却媒体が管外周面を全体に流れ、冷却効率を高めることができる。
【００３６】
また、固体栓８０は、その縁部が配管内面に接触して、内壁面と固体栓との接触部の付着力によって固定されるが、固体栓近傍の蝋付け作業などで固体栓８０の融解が進行すると、固体栓８０の壁面摩擦力が小さくなって冷媒流路の閉止力が弱まるために、固体栓８０両側の圧力差が大きい場合には固体栓の位置ずれが生じやすくなる可能性がある。そこで、図７に示すように、固体栓８０が形成される箇所近傍の配管７を変形させて縮管部８１を設けることにより、蝋付けなどの熱によって固体栓８０が融解して滑りが生じ、位置ずれが発生するのを防止することができる。この場合、縮管部８１が設けられた配管７は、変形によって配管肉厚が薄くなるとともに応力集中が生じ易くなるため、室内ユニットの増設など所望の作業終了後は、図８(ａ)に示すように蝋材８３を付加して配管肉厚を増加させたり、図８(ｂ)に示すように配管外周面に縮管部８３を内包する新たな配管８５をＧ部で蝋付けすることにより二重管構造として配管肉厚を増加させるようにする。
【００３７】
また、固体栓８０の位置ずれを防止する他の手段として、図９に示すように配管外面から釘などを打ち込んで配管内面に突起８６を突出させる方法が挙げられる。この方法では、図９のように、凍結によって形成された固体栓８０に突起８６を食い込ませた状態とし、凍結による固体栓８０と管内面との付着力に加えて、固体栓８０と突起８６とのせん断力が加えられるため、固体栓の位置ずれを防止することができる。
【００３８】
ところで、図１０(ａ)はジャケットをビニールなどの非金属材料８７で構成した場合の図であり、図１０(ｂ)はその断面図を示している。図１０(ａ)に示すように、ジャケットの両端部は例えばナイロン紐８８などで固定されている。この場合には図５に示したような蝶番７０や金属の補強版７６を備えるジャケットを用いる場合に比べて作業が簡単で作業性が向上するという効果がある。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の冷媒配管の凍結工法によれば、少なくとも凝縮器と蒸発器とを配管で接続してなる冷媒回路において、前記冷媒回路を構成する少なくとも一部の配管外周面に管内冷媒の凝固点以下の冷却媒体を供給し、前記供給個所における管内の冷媒を固化させて固体栓を形成し、前記固体栓により管内の冷媒流通を閉止し、前記供給箇所近傍の冷媒配管を切断するので、所望の切断個所から配管を切断することができ、冷媒配管などの交換・修理・増設等の作業を容易にかつ短時間で行うことができるという効果がある。
【００４０】
また、前記固体栓を固定手段にて配管中に固定するので、固体栓両側の圧力差が大きい場合にも確実に冷媒の管内流れを閉止することができるという効果がある。
【００４１】
また、前記供給箇所又はその近傍の配管を変形させることにより、前記固体栓が配管内で位置ずれを生じることを防止したので、固体栓両側の圧力差が大きい場合にも容易且つ確実に冷媒の管内流れを閉止することができるという効果がある。
【００４２】
また、切断された配管の端部に接続手段を設け、配管接続時には前記接続手段を用いて接続するので、蝋付け接続のような火気を用いる必要がなく、固体栓の溶解速度を小さくすることができる効果がある。
【００４３】
また、冷媒が可燃性冷媒であっても、蝋付け接続のような火気を用いる必要がないから、作業性が向上する効果がある。
【００４４】
また、前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換時に実施されるので、蒸発器や凝縮器の移設や増設、あるいは冷媒回路の補修、あるいは冷媒回路の構成要素の交換を容易にかつ短時間で行うことができるという効果がある。
【００４５】
また、上述の凍結工法を用いた後に移設や増設する前記冷媒回路の構成要素、あるいは補修される前記冷媒回路、あるいは交換する前記冷媒回路の構成要素に、配管連通前に冷媒を予め充填するので、作業後直ちに運転をすることが可能になる効果が得られる。
【００４６】
また、本発明の冷凍サイクル装置によれば、上述の冷媒配管の凍結工法を用いて前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換をしたものであるから、作業に伴う冷媒回路や構成要素へのダメージが小さく、信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる効果がある。
【００４７】
また、圧縮機を備えた冷凍サイクル装置であっても、冷媒を回収することなく前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換ができるから、冷媒回収による圧縮機への負担が伴わなず、圧縮機の信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる効果がある。
【００４８】
また、冷媒変化を検出する検出手段を備えた冷凍サイクル装置であっても、冷媒を回収することなく前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換ができるから、通常の冷凍サイクルの運転状態とは異なる冷媒回収作業によって検出手段が誤作動したり負担が伴うことを防止でき、検出手段の信頼性の高い冷凍サイクル装置が得られる効果がある。
【００４９】
また、本発明の凍結装置によれば、管外周面に配設されるジャケットと、前記ジャケットにより形成された中空室と、前記中空室に管内流体の凝固点以下の冷却媒体を供給するためにジャケットに形成した入口孔と、中空室から冷却媒体を排出するためにジャケットに形成した出口孔と、を有する凍結装置において、前記入口孔を前記ジャケットの上部または下部に、前記出口孔を前記ジャケットの上部にそれぞれ備えたので、冷却媒体が管外周面を全体に流れ、冷却効率を高めることができるという効果がある。
【００５０】
また、前記管外周面と接する前記ジャケット部材を、非金属材料で構成したので、作業が簡単で作業性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１に係る凍結工法実施時の冷媒回路図である。
【図２】 実施の形態１に係る室内ユニットの増設手順を示す図である。
【図３】 実施の形態１に係る室内ユニット増設後の冷媒回路図である。
【図４】 実施の形態２に係る室内ユニットの増設手順を示す図である。
【図５】 実施の形態３に係る凍結工法に使用されるジャケットの内部構造図である。
【図６】 実施の形態３に係るジャケットの接続された状態での配管およびジャケットの断面図である。
【図７】 実施の形態３に係るジャケットの接続された状態での配管およびジャケットの断面図である。
【図８】 実施の形態３に係る凍結工法終了後の配管の断面図である。
【図９】 実施の形態３に係るジャケットの接続された状態での配管の断面図である。
【図１０】 実施の形態３に係るジャケットの接続された状態での配管の断面図である。
【図１１】 従来の凍結工法を示す図である。
【図１２】 従来の凍結装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 本管、 ５ 元栓、 ２、３、４ 分岐管、 ６ 凍結装置、 ７、８５配管、 ８ 水、 ９、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ ジャケット、 ９ａ、９ｂ ジャケット部片、 １０ 液配管、 １１ ガス配管、 １６ 溝、１４、１５ 中空室、 １４ａ、１４ｂ 凹部、 １７ 入口孔、 １８ 出口孔、 １９ 供給導管、 ２０ 排出導管、 ３０ 室内ユニット、 ３１ 室内熱交換器、 ３２ 絞り手段、 ４２ 接続配管、 ４３ 冷却媒体ボンベ、 ４４ 逆Ｔ型配管、 ４４ａ、４４ｂ 逆Ｔ型配管両端部、 ４５ 接続箇所、 ５０ 室外ユニット、 ５１ 圧縮機、 ５２ 室外熱交換器、 ５３ 四方弁、 ６０、６１ ボールバルブ、 ６４ 真空引きポート、 ６６ フレアーナット、 ７０ 蝶番、 ７１ 液面、 ７６ａ、７６ｂ 補強版、 ７７ａ、７７ｂ 突起孔、 ８０ 固体栓、 ８１ 縮管部、８３ 蝋材、 ８６ 突起、 ８７ 非金属材料、 ８８ ナイロン紐、 １００ (増設)室内ユニット。
Claims (9)
- 少なくとも凝縮器と蒸発器とを配管で接続してなる冷媒回路において、前記冷媒回路を構成する少なくとも一部の配管外周面に管内冷媒の凝固点以下の冷却媒体を供給し、供給個所における管内の冷媒を固化させて固体栓を形成し、前記固体栓により管内の冷媒流通を閉止し、前記供給箇所近傍の冷媒配管を切断することを特徴とする冷媒配管の凍結工法。
- 前記固体栓を固定手段にて配管中に固定することを特徴とする請求項１記載の冷媒配管の凍結工法。
- 前記供給箇所又はその近傍の配管を変形させることにより、前記固体栓が配管内で位置ずれを生じることを防止したことを特徴とする請求項１記載の冷媒配管の凍結工法。
- 切断された配管の端部に、火気を用いることなく配管接続するための接続手段を設け、配管接続時には前記接続手段を用いて接続することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の冷媒配管の凍結工法。
- 冷媒に可燃性冷媒を用いたことを特徴とする請求項４記載の冷媒配管の凍結工法。
- 前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換時に実施されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の冷媒配管の凍結工法。
- 請求項６記載の凍結工法を用いた後に移設や増設する前記冷媒回路の構成要素、あるいは補修される前記冷媒回路、あるいは交換する前記冷媒回路の構成要素に、配管連通前に冷媒を予め充填することを特徴とする冷媒配管の凍結工法。
- 請求項６又は７記載の冷媒配管の凍結工法を用いて、前記冷媒回路内の冷媒を抜き取ることなく、前記冷媒回路の構成要素の移設や増設、あるいは前記冷媒回路の補修、あるいは前記冷媒回路の構成要素の交換をしたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 圧縮機を備えたことを特徴とする請求項８記載の冷凍サイクル装置。
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