JP5642781B2 - 冷却ユニット用メンテナンス機 - Google Patents

Description

本発明は、モーターで起動するコンプレッサを備える冷却ユニット用メンテナンス機に関する。

空調措置や冷凍装置等の冷却ユニットのメンテナンスを行う際には、メンテナンス技術者は、使用場所ごとに運搬しなければならない様々なメンテナンス機を使用する。通常、メンテナンス機は、車両で運搬して使用場所で降ろす必要があるが、場合によっては、階段の上にある使用場所やかなり離れた使用場所まで運ばなければならないこともある。メンテナンス機は、冷媒回収機（ＲＲＭ）と真空ポンプ（ＶＰ）とからなるものである。これらの機器は、異なる場所で別個独立して使用されるものである。各機器は、非常に重量があり（１２−１４ｋｇ）、小型のスーツケースぐらい程の大きさをしている。冷媒回収装置は、貯留タンクと計器類とを備える。技術者が冷却路内の漏れをシールしようとする場合、まず、冷却炉内の冷媒を空にしなければならない。このような状況下においては、装置から回収する冷媒を収集するだけでなく、冷媒蒸気も冷媒と一緒に冷媒回収タンクに処理するという環境保護規制が要求されることになる。かかる目的を達成するため、メンテナンス機には、回収冷媒を圧縮して貯留タンクに吸い上げるコンプレッサが設けられる。

別のタイプのメンテナンス機は、内蔵のモーターで駆動する真空ポンプを備える。真空ポンプは、冷媒を空にした後、冷却装置のパイプシステムから空気や水蒸気を吸引する。湿気と冷媒は、同時に処理されることはない。真空ポンプは、パイプシステムを乾燥させる機能を果たす。かかる目的を達成するため、特定の真空状態が一定時間維持されなければならない。

米国特許第５６０６８６２号及び米国特許第５６７８４１５号には、請求項１の前提部分が記載されている。メンテナンス機は、２つのモーターを有し、モーターの一方は、第１クラッチを介してコンプレッサを駆動するように構成されるとともに、第２シャフトは第２クラッチを介して真空ポンプを駆動するように構成されている。クラッチの切換は、制御オペレーターを必要とする。

米国特許第５６０６８６２号明細書 米国特許第５６７８４１５号明細書

本発明は、多機能と軽量化を実現し、サービス業者の投資コストを軽減する冷却ユニットのメンテナンス機を提供することを課題とする。

本発明のメンテナンス機は、請求項１に記載されており、同一のモーターで、コンプレッサ又は真空ポンプへの接続を選択していずれか一方を駆動することができることを特徴とするものである。

本発明によれば、第１フリーホイールがモーターとコンプレッサとの間に設けられるとともに、第２フリーホイールがモーターと真空ポンプとの間に設けられることになる。モーターは、逆方向に回転させることもでき、第１、第２フリーホイールが同調する回転方向は逆向きとなるため、モーターが一方の方向に回転するとコンプレッサが駆動し、モーターが別の方向に回転すると真空ポンプが駆動する。これにより、各機器とモーターとの接続にクラッチは必要とならない。操作が必要な機器であるコンプレッサ又は真空ポンプは、モーターの回転方向スイッチを切り換えることによって選択される。

本発明の好ましい実施形態によれば、コンプレッサが作動している時には、モーターがブロワーを作動させ、コンプレッサに接続された冷却器へ送風するように構成される。ブロワーは、モーターに接続されていてもよく、この場合、モーターがいずれの方向に回転しても作動可能となる。

使用される真空ポンプは、簡易な構造で構成された製造コストの安いポンプであり、特に回転羽根ポンプ（rotary vane pump）がよい。コンプレッサは、ピストンが直線的に配置されたピストンコンプレッサであってもよい。

本発明の好ましい実施形態によれば、バルブ装置は、コンプレッサと真空ポンプの各吸気口に接続される第１コネクタと、冷却ユニットの冷却路に接続される２つの別コネクタとを備える。バルブ装置は、第１状態においては、第１コネクタを別コネクタの一方に接続し、第２状態においては、第１コネクタを別コネクタの他方に接続する。このため、メンテナンス技術者が、１台の機械を使って冷媒と湿気を除去するには、２本のホースで冷却装置をメンテナンス機に接続すればよい。

図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に後述することとする。
メンテナンス機を冷却ユニットに接続した状態を示した図である。 メンテナンス機の構造の概略図である。 ハウジングを開いた状態のメンテナンス機の斜視図である。

図１は、冷却ユニットを示しており、冷却ユニットには、例えば、ビル内の空調設備が該当する。冷却ユニット１０は、フリージェン（frigen）のような冷媒が循環する冷却路１１を備える。冷却路は、拡張用ノズル１２とエバポレータ１３とを備える。エバポレータは、熱交換器であり、冷温環境を拡張する工程によって作り出された冷気を放出するものである。ライン１４は、エバポレータ１３の排気口とコンプレッサ１６の吸気口１５とを接続している。コンプレッサ１６は、コンデンサ１８に接続される排出口１７を有する。コンデンサ１８は、熱交換器であり、気体冷媒の圧縮中に作り出された熱を放出するものである。コンデンサ１８の排気口は、ライン１９を介してライン２０に接続されている。ライン２０は、エバポレータ１３の吸気口に連通している。ライン１９及び２０の接続ポイント２１には、メンテナンス機接続用のアクセスポート２２が設けられている。コンプレッサ１６の吸気口１５には、別のアクセスポート２３が設けられている。

メンテナンス機３０は、メンテナンス技術者によって運搬され、冷却ユニット１０のメンテナンス用に供される。メンテナンス機３０の内部構造については、後述することとする。タンク３２は、ホース３１を介してメンテナンス機に接続され、冷媒を貯留する。タンク３２は、密閉式の圧力タンクである。

メンテナンス機３０は、図１で別個に示されたバルブ装置３５を備える。バルブ装置は、メンテナンス機に物理的に一体化されている。バルブ装置３５は、手動操作式のバルブ３６，３７を２つ備える。バルブ装置の第１コネクタ３８は、ライン３９を介してメンテナンス機３０のコンプレッサ及び真空ポンプに接続されている。別のコネクタ４０は、ホース４１を介してアクセスポート２２に接続さている。もう１つの別のコネクタ４２は、ホース４２を介してアクセスポート２３に接続されている。バルブ３６は、コネクタ３８及び４０間の接続を制御する。バルブ３７は、コネクタ３８及び４２間の接続を制御する。さらに、バルブ装置には、マノメーター４４及び４５が設けられている。

図２は、メンテナンス機３０の内部構造を示したものである。メンテナンス機は、モーターシャフトがモーターハウジングの両端から突出したモータ３４を備える。シャフトエンド４６ａは、第１フリーホイール４７を介してコンプレッサ４９の入力軸４８に接続されている。シャフトエンド４６ｂは、第２フリーホイール５０を介して真空ポンプ５２の入力軸５１に接続されている。フリーホイール４７及び５０は、同調方向となる回転方向においてのみ２つの隣接シャフトを連結するが、自由方向となる反対方向においては、シャフトは離脱する。２つのフリーホイール４７及び５０の同調方向は、モーターシャフトに対して相反する方向となる。例えば、モーターシャフトが時計周りに回転すると、フリーホイール４７が同調方向に駆動し、シャフト４６とコンプレッサ４９の入力軸４８とを連結させて同調させる。これに対して、真空ポンプ５２の入力軸５１は、シャフトエンド４６ｂから離脱する。反時計周りに回転すると、コンプレッサ４９の入力軸４８がシャフトエンド４６ａから離脱して、真空ポンプ５２の入力軸５１はシャフトエンド４６ｂに連結する。さらに、フリーホイール４７及び５０は、ボールベアリングとしての機能も果たす。フリーホイール４７及び５０は、ボールベアリングと同様の構成で、一方のシャフトに連結される外側リングと、他方のシャフトに連結される内側リングとを有する。フリーホイール４７及び５０は、ワンウェイ・クラッチと呼ばれることもある。

モーター３４は、時計回転と反時計回転の切換が可能な可逆式のモーターである。一方の回転方向においては、コンプレッサ４９のみが起動し、別の回転方向においては、真空ポンプ５２のみが起動する。

コンプレッサ４９は、建築物にそれぞれ連結される吸気口５５と排気口５６とを有する。同様に、真空ポンプ５２も、吸気口５７と排気口５８とを有する。ライン３９（図１）は、コンプレッサの吸気口５５と真空ポンプの吸気口５７のいずれにも接続可能なように構成されている。

羽根状のブロワー６０は、モーターシャフト４６に取り付けられる。ブロワーは、軸方向に外気を吸引して半径方向に加速する。

図３は、携帯装置としてのメンテナンス機の好ましい実施形態を示したものである。メンテナンス機３０は、ハウジング６２を備える。ハウジング６２は、地面に設置することが可能で、バルブ装置３５を含めた全ての部品を収容することができる。ハウジング６２には、メンテナンス機の運搬を許容するハンドル６３が設けられている。ハウジングは、モーター３４を収容する。モーター３４の一端には、コンプレッサ４９が接続され、その他端には、真空ポンプ５２が接続される。モーター、コンプレッサ、及び真空ポンプは、共通の軸に沿って配列され、図３では不図示のフリーホイルにそれぞれ接続されている。ブロワー６０が設置される離隔フレーム６１は、モーターハウジングと真空ポンプ６２との間に設けられる。ブロワー６０は、吸引した空気を半径方向外側にある通気チャンネル６４へ運搬する。通気チャンネル６４は、冷却器６５と連通する。冷却器６５は、コンプレッサ４９の排気口に接続されており、圧縮加熱されたガスを冷却する。流れ方向から見て冷却器６５の下流に当たる部分には、通風用格子６６が設置されている。冷気は、通風用格子６６を通ってハウジング６２から放出される。

ハウジングは、外部からアクセス可能な制御兼接続用パネル６８を備える。制御兼接続用パネル６８には、スイッチが設けられている。スイッチは、モーターの方向や回転をセットすることが可能である。また、スイッチは、バルブ装置３５を作動させる機能も果たす。制御兼接続用パネル６８には、バルブ装置のコネクタ４０及び４２が設けられている。

メンテナンス機を使用する場合、メンテナンス機のコネクタ４０は、ホース４１を介して、冷却ユニット１０のアクセスポート２２に接続される（図１）。コネクタ４２は、ホース４３を介して、アクセスポート２３に接続される。モーター３４を一方の方向に回転させることで、コンプレッサ４９が起動する。コンプレッサ４９は、冷却ユニット１０から流入する冷媒を圧縮し、圧縮状態のまま冷媒をタンクに運搬する（図１）。冷却ユニット１０の冷媒を空にしてから、冷却ユニット内の漏洩部分をシールし、冷却ユニットを補修する。その後、真空ポンプ５２が冷却ユニットに接続される。モーター３４を回転させることで、真空ポンプ５２が起動する。このようにして、湿気がパイプシステムから吸引され、湿気が除去されて乾燥する。最終的に、冷媒は、冷却ユニットに再充填される。

本発明によれば、メンテナンス技術者にとって冷却ユニットの冷媒を空にすることがより容易なものとなり、異なった機能を果たす複数の機械の輸送が旧式なものとなる。

Claims (4)

1. モーター（３４）で作動するコンプレッサ（４９）を備え、前記モーター（３４）は、前記コンプレッサ（４９）又は真空ポンプ（５２）のいずれかに接続して、いずれか一方を作動させる冷却ユニット用メンテナンス機において、
   第１フリーホイール（４７）を、前記モーター（３４）と前記コンプレッサ（４９）との間に設けるとともに、第２フリーホイール（５０）を、前記モーター（３４）と前記真空ポンプ（５２）との間に設け、前記モーターは、回転方向を逆転させることが可能であり、前記第１、第２フリーホイール（４７，５０）の同調方向は逆方向であるため、前記モーターが、一方の方向に回転すると前記コンプレッサ（４９）を作動させ、他方の方向に回転すると前記真空ポンプ（５２）を作動させることを特徴とする、冷却ユニット用メンテナンス機。
2. モーターシャフト（４６）がブロワー（６０）を作動させ、該ブロワー（６０）は、前記コンプレッサ（４９）の作動中、前記コンプレッサ（４９）に接続された冷却器（６５）に送風することを特徴とする、請求項１に記載の冷却ユニット用メンテナンス機。
3. 前記真空ポンプ（５２）は、回転羽根ポンプ又はスクリュー式コンプレッサであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却ユニット用メンテナンス機。
4. バルブ装置（３５）に、第１コネクタ（３８）と２つの別コネクタ（４０，４２）とを設け、該第１コネクタ（３８）は、前記コンプレッサ（４９）と前記真空ポンプ（５２）の各吸気口に接続されるように構成され、前記２つの別コネクタ（４０，４２）は、冷却ユニット（１０）の冷却路に接続されるように構成され、前記バルブ装置（３５）は、第１状態では、前記第１コネクタ（３８）を前記別コネクタ（４０，４２）の一方に接続し、第２状態では、前記第１コネクタ（３８）を前記別コネクタ（４０，４２）の他方に接続することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の冷却ユニット用メンテナンス機。
   
   
   

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