JP5701175B2

JP5701175B2 - 冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置およびその装置を用いた冷媒の回収方法

Info

Publication number: JP5701175B2
Application number: JP2011167909A
Authority: JP
Inventors: 文春薮中; 昇坂本; 直樹藤井; 隆治門井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-08-01
Also published as: JP2013032860A

Description

この発明は、冷凍機や空気調和機等の冷凍サイクル内の冷媒液溜り防止装置およびその液溜り防止装置を用いた冷媒の回収方法に関するものである。

従来より冷凍サイクルの点検時に、例えば圧縮機の交換が生じた場合、冷凍サイクル内の冷媒であるフロンを大気中に放出しないように回収を行っている。一般に冷凍サイクルから冷媒を吸引回収する冷媒回収方法では、冷凍サイクルの圧縮機やアキュムレータ内等に冷凍機油に溶解する冷媒や、冷凍機油に溶解せずに滞留する冷媒が蒸発するときに、蒸発潜熱に見合う熱量を前記冷凍機油および滞留する冷媒から奪うため、この冷凍機油および滞留する冷媒の温度が低下し、これに伴い冷凍サイクル内にある気体状の冷媒が圧縮機やアキュムレータ部等で低温凝縮して体積が減少し、冷凍サイクル内の圧力低下が発生するため、冷媒回収機の回収効率が低下する。さらに前記冷凍機油に溶解する冷媒や、滞留する冷媒を蒸発させるための熱源は、アキュムレータ周囲の雰囲気温度のみであるため、熱量が少なく冷媒の蒸発量が減少し、冷媒回収機による冷媒回収時間が長くなる。そこでこの現象の発生を抑制して冷媒回収時間の短縮化をはかるため、圧縮機やアキュムレータを電磁誘導加熱により加熱して、蒸発潜熱に見合う熱量を圧縮機やアキュムレータに供給する技術が示されている（例えば、特許文献１）。

特開平１０−３０６９６１号公報

しかしながら上記特許文献１に示された技術は、冷媒回収機に特殊な機能である電磁誘導加熱装置本体や、加熱素子である電磁誘導コイルを必要とし、冷媒回収機の入手法が悪く、また高価となるという問題点がある。さらには、電磁誘導加熱を効率良く行うには、電磁誘導コイルを様々な形状寸法を有するアキュムレータに対して、個別の外形形状に合わせることが必要であり、このため価格の上昇や操作作業が煩雑となり、冷媒回収作業の準備時間が長くなるという問題点もある。

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あり、一般的な市販されている冷媒の回収設備を使用して安定して冷媒を回収可能となるような、冷媒液溜り防止装置およびその装置を使用した冷媒の回収方法を提供することにある。

第１の発明に係る冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置は、冷凍サイクルと、該冷凍サイクルに設けられているアキュムレータを加熱する加熱設備と、冷凍サイクル内の冷媒を回収する回収設備とによって構成されており、アキュムレータは冷媒を収納するとともに、両端を床面に対して垂直に設置されており、該アキュムレータの底部と床面との間には、底部外面に接して柔軟に屈曲可能な可撓性材よりなる所定の形状を有する加熱容器が設けられており、回収設備を運転時、加熱容器に移送される加熱設備で所定の温度に加熱された流体によって、アキュムレータの冷媒が加熱され回収されるとともに、加熱容器は予め所定の形状に成型されており、偏平に折り畳まれた状態でアキュムレータの底部と、床面との間に挿入された後、流体の移送圧力によって予め成型された所定の形状に復元されているものである。

第２の発明に係る冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置は、冷凍サイクルと、該冷凍サイクルに設けられているアキュムレータを加熱する加熱設備と、冷凍サイクル内の冷媒を回収する回収設備とによって構成されており、アキュムレータは冷媒を収納するとともに、両端を床面に対して水平に設置されており、該アキュムレータの一方端の底部と加熱容器押し付け手段との間には、底部外面に接して柔軟に屈曲可能な可撓性材よりなる所定の形状を有する加熱容器が設けられており、回収設備を運転時、加熱容器に移送される加熱設備で所定の温度に加熱された流体によって、アキュムレータの冷媒が加熱され回収されるとともに、加熱容器は予め所定の形状に成型されており、偏平に折り畳まれた状態でアキュムレータの一方端の底部と、加熱容器押し付け手段との間に挿入された後、流体の移送圧力によって予め成型された所定の形状に復元されているものである。

第３の発明に係る冷媒の回収方法は、第１または第２の発明による冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を用いた冷媒の回収方法であって、次のステップを有するものである。
（１）既設の冷凍サイクルに、流体の加熱設備および冷媒の回収設備を付設するステップ。
（２）冷凍サイクルに設けられているアキュムレータの底部に、偏平に折り畳まれた状態の加熱容器を配置し、加熱設備の配管と結合するステップ。
（３）加熱設備を動作し、所定の温度に加熱した流体の移送圧力で、加熱容器を所定の形状に復元してアキュムレータの底部に密着させるステップ。
（４）所定の温度に加熱した流体によってアキュムレータの冷媒を加熱するとともに、回収設備を動作し、アキュムレータ内の冷媒を回収するステップ。

第１および第２の発明に係る冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置は、上記のような構成を採用しているので、容易に変形可能な可撓性材の加熱容器を、簡単な作業でアキュムレータに密着させることができ、特殊な機器を準備する必要性がなく、安価でかつ、回収作業準備時間を短縮して、アキュムレータ内の冷媒を液溜り現象を生じることなく回収できるという効果がある。

また第３の発明に係る冷媒の回収方法は、第１および第３の発明による冷媒液溜り防止装置を用いているので、上記と同様の効果を奏する。

実施の形態１による冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を示す断面図である。実施の形態２による冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を示す断面図である。実施の形態３による冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を示す断面図である。実施の形態４による冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を示す断面図である。実施の形態５による冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を示す断面図である。実施の形態６による冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を示す断面図である。実施の形態７による冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を示す断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
ここで、一般の事業所や電車等の車両、商店等に設置されている冷凍機や空気調和機等の冷凍サイクルは、点検時に圧縮機の交換を必要とする場合がある。このような場合において、冷凍システムに使用されている冷媒であるフロンガスを大気中に放出しないよう回収することが必要である。この為、この実施の形態１では、図１に示すように冷媒の低温凝縮による冷媒回収効率の悪化を抑制するための冷媒液溜り防止装置１００として、既設冷凍サイクル２００に冷媒回収時のみに付設、運転する液体の加熱設備３００、および冷媒の回収設備４００を設けた構成を採用している。
加熱設備３００の各構成要素の内、後述する加熱容器３７以外の要素は、セット装置として一般に市販されている設備であり、また、回収設備４００も同様に一般に装置として市販されているものである。従って加熱容器３７以外の各要素は、汎用性のある市場流通品を採用するので、入手容易で低価格である。

冷凍サイクル２００は、床面２３に固定脚２８を介して垂直に取付けられた両端凸状を有するアキュムレータ２２内に冷媒２１が収納されており、この冷媒２１はアキュムレータ２２から配管２７、圧縮機２４を介し、室内熱交換器２５、室外熱交換器２６を循環している。
前記両端凸状のアキュムレータ２２の底部２２ｂには、冷媒２１の回収時に後述する加熱容器３７が一時的に設置される。また冷媒２１の回収時には室外熱交換器２６の外部に設けられた接続弁２９に接続される回収設備４００が設置される。該回収設備４００には、回収管４４をゲージマニホールド４３を介し冷媒２１を吸引して回収する冷媒回収機４１と、ボンベ４２が設けられている。
加熱設備３００も冷媒２１の回収時に設置されるものであり、油や水等の流体３３を収納するタンク３２、流体３３を所定の温度に加熱調整するヒータ３１、および流体３３を加熱容器３７に送出するポンプ３４とを備えた流体加熱装置３０が設けられている。また加熱容器３７も加熱設備３００を構成する要素である。
前記流体加熱装置３０によって、例えば４０℃に加熱された流体３３である油は、ポンプ３４によって導入管３５を介して加熱容器３７に送出され、この加熱された流体３３によってアキュムレータ２２が加熱され、その結果、アキュムレータ２２内の冷媒２１が加熱される。熱交換され温度低下した流体３３は排出管３６を通り流体加熱装置３０で再加熱される。

加熱容器３７は流体３３である油または水が漏洩せず、かつ柔軟に屈曲可能な可撓性材質である、例えばゴム製あるいは防水性布が用いられている。この加熱容器３７は偏平に折り畳まれた状態でアキュムレータ２２の底部２２ｂと床面２３の隙間に挿入された後、導入管３５、排出管３６を接続し流体加熱装置３０を動作させると、流体３３の移送圧力によって風船のように膨らんで、予め成型された図１に示すような上に凹状の形状に復元する。すなわち加熱容器３７は適用されるアキュムレータ２２の形状（この場合、アキュムレータ２２の底部２２ｂの形状）と、床面２３の形状に倣うように予め成型されており、前述のように偏平に畳まれた状態でアキュムレータ２２の底部２２ｂと床面２３の隙間に挿入後、流体３３の移送圧力によって膨らみ、加熱容器３７の上部３７ａがアキュムレータ２２の底部２２ｂの形状に、および加熱容器３７の底部３７ｂが床面２３の形状に倣う形状で配置される。尚、加熱容器３７には成型された形状を復元、保持するよう適宜、骨材が設けられる。そして流体加熱装置３０から所定の温度である、例えば４０℃に温度調整された流体３３、例えば油が加熱容器３７の内部を循環し、冷媒２１を加熱後、排出管３６を介して流体加熱装置３０に戻される。

このように、実施の形態１による冷媒液溜り防止装置１００は、既設の冷凍サイクル２００に加熱設備３００および回収設備４００を付設した構成であって、加熱設備３００に設けられた加熱容器３７が流体３３を漏洩しない、かつ予め成型された形状に容易に復元可能な柔軟な材質が形成されており、この加熱容器３７が偏平に折り畳まれた状態で所定の位置に配置後、流体３３の移送圧力によって、予め成型された元の形状に復元してアキュムレータ２２の底部２２ｂに密着して、移送される流体３３の熱がアキュムレータ２２に効率よく供給できる。従って冷媒２１の回収時に回収設備４００の運転によって発生するアキュムレータ２２内部での低温凝縮を抑制可能となり回収時間が短縮され、かつ市販品を使用しているので冷媒回収作業のコストが低減されるという効果がある。

尚、上記実施の形態１による図１では、加熱容器３７をアキュムレータ２２の底部２２ｂに設ける例を示したが、図１に示す圧縮機２４の所望の個所に加熱容器を設けるとともに、流体加熱装置３０から該圧縮機２４に設けた加熱容器に加熱された流体３３を送出する構成としてもよい。この場合の加熱容器は、必ずしも偏平に折り畳んだ状態で圧縮機２４を設置している床面との隙間に挿入して設ける必要はなく、圧縮機２４の所望の個所の形状に予め成型した状態そのもので付着して設けてもよい。
以上のように、この実施の形態１では加熱容器３７をアキュムレータ２２に設ける場合、およびアキュムレータ２２と圧縮機２４に設ける場合について述べたが、さらには状況に応じて圧縮機２４のみに設けた冷媒液溜り防止装置１００であっても前述した効果が得られる。

次に前述した冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置１００を用いて冷凍サイクル内の冷媒を回収する方法について述べる。
例えば、一般的なビルマルチエアコンの室外機において、圧縮機２４が寿命等により交換の必要性が生じた場合、冷媒２１であるフロンを大気中に放出せず圧縮機２４の交換を行う必要がある。この場合、この実施の形態１による冷媒液溜り防止装置１００を用いることによって、アキュムレータ２２内に冷媒２１の液溜り現象を発生させることなく、短時間の回収準備作業で容易に回収を行え、その結果、省エネ化が達成可能となる。回収方法のステップは以下のとおりである。
（１）既設の冷凍サイクル２００に、流体、例えば油の加熱設備３００および冷媒の回収設備４００を付設する。
（２）冷凍サイクル２００に設けられているアキュムレータ２２の底部２２ｂに偏平に折り畳まれた状態の加熱容器３７を配置し、前記加熱設備３００の導入管３５、排出管３６と結合する。
（３）前記加熱設備３００を動作し、所定の温度、例えば４０℃に加熱した油の移送圧力で、前記加熱容器３７を所定の形状に復元し、アキュムレータ２２の底部２２ｂに密着させる。
（４）前記回収設備４００を動作し、液溜りを発生することなく前記アキュムレータ２２内の冷媒２１を回収する。

実施の形態２．
次に実施の形態２について説明する。
図２に示すように、前述した実施の形態１と同形状である両端が突出した形状の鏡板もしくは球殻を有する両端凸状を有するアキュムレータ２２が床面２３に水平に配置されているとともに、加熱容器３７が押し付け手段３８と拘束手段３８ａとによって、アキュムレータ２２の一方端の底部２２ｂに配置されている。上記押し付け手段３８は金属材、木材、樹脂材等がまた拘束手段３８ａには金属材、樹脂材あるいは皮、布等のベルト材が使用される。これ以外は前述した実施の形態１と同様であるので説明を省略する。また、冷凍サイクル２００のアキュムレータ２２以外の機器および回収設備４００の図示は省略している。
この構成によれば、床面２３から離れた位置に設置されている水平置きのアキュムレータ２２であっても、押し付け手段３８との間に挿入された加熱容器３７が、流体３３の移送圧力によって膨らみ、この加熱容器３７がアキュムレータ２２に押し付けられアキュムレータ２２の底部２２ｂに密着させることができる。尚、図２では加熱容器３７をアキュムレータ２２の一方端の底部２２ｂにのみ装着した例を示したが、両側の底部２２ｂに配置されてもよく、この場合には一方端のみ装着時の２倍の熱量を与えることができる。

実施の形態３．
前述した実施の形態２の図２においては、アキュムレータ２２に対して加熱容器３７を押し付け手段３８で押し付ける構成を示したが、この実施の形態３では図３に示すように加熱容器３７の底部３７ｂに、剛性の大きな金属製、木材製、樹脂製等を用い、加熱容器３７と一体的に構成された底部拘束手段３８ｂを設けてもよい。この構成によれば加熱容器３７と底部拘束手段３８ｂとが一体化されているので、アキュムレータ２２への取付け作業が容易となる。尚、加熱容器３７は、上記実施の形態２と同様に流体３３の移送圧力によって膨らむものである。

実施の形態４．
前述した実施の形態１〜３は、両端凸状を有するアキュムレータ２２であったが、この実施の形態４は図４に示すように、両端が窪んだ凹状の鏡板もしくは球殻を有する形状のアキュムレータ２２ａが実施の形態１と同様に床面２３に垂直に取付けられたものである。これ以外は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。冷凍サイクル２００のアキュムレータ２２ａ以外の機器および回収設備４００の図示は省略している。
図４に示すように、加熱容器３７は偏平に折り畳まれた状態で両端凹状のアキュムレータ２２ａ、床面２３との間の隙間に挿入された後、流体３３の移送圧力によって元の形状である上に凸状に膨らむ。この構成によればアキュムレータ２２ａに加熱容器３７がより密着し易くなり、加熱容器３７からアキュムレータ２２ａに効率よく熱を伝達することができる。

実施の形態５．
前述した実施の形態４は、両端凹状のアキュムレータ２２ａが床面２３に垂直に配置されたものであったが、この実施の形態５は図５に示すように、アキュムレータ２２ａが床面に水平に配置されているものであり、かつ前述した実施の形態２の図２と同様に加熱容器３７をアキュムレータ２２ａに対して押し付ける押し付け手段３８と拘束手段３８ａが設けられたものであり、アキュムレータ２２ａ以外の冷凍サイクル２００、回収設備４００は図示省略している。この構成によれば水平設置のアキュムレータ２２ａであっても、加熱容器３７がアキュムレータ２２ａに押し付けられることができる。尚、アキュムレータ２２ａの両側に加熱容器３７を配置してもよい。

実施の形態６．
前述した実施の形態５では、アキュムレータ２２ａに対して加熱容器３７を押し付け手段３８と拘束手段３８ａで押し付ける構成であったが、この実施の形態６では、図６に示すように前述した実施の形態３と同様に、加熱容器３７には一体的に構成された底部拘束手段３８ｂが設けられているものである。尚、加熱容器３７はアキュムレータ２２ａの両側に配置してもよい。この構成によれば加熱容器３７をアキュムレータ２２ａに取付け作業が容易となる。

実施の形態７．
前述した実施の形態１のような床面２３に対して垂直に配置された両端凸状のアキュムレータ２２は、加熱容器３７が装着された場合にアキュムレータ２２の底部２２ｂと加熱容器３７との間に僅かな空隙が存在することがあり、熱伝達性能を劣化させる。
このような現象を防止するため、この実施の形態７では上記空隙が生じないよう密着促進剤３９であるグリースもしくは水を配置して、熱伝達性能低下を抑制するものである。図７に示すように、密着促進剤３９は、加熱容器３７とアキュムレータ２２との接する部分に相当する加熱容器３７の上部３７ａ、もしくはアキュムレータ２２の底部２２ｂに配置され、加熱容器３７とアキュムレータ２２との間に隙間発生をなくしている。密着促進剤３９は、加熱容器３７の上部３７ａがカップ状をなしているので、漏洩することはない。またこの発明による冷媒液溜り防止装置１００を使用した冷媒回収作業が数時間程度であり、密着促進剤３９の密封構造の必要性や、寿命に対する配慮は特に必要とするものではない。

２１冷媒、２２，２２ａアキュムレータ、２２ｂ，２２ｃ底部、２３床面、
２４圧縮機、３０流体加熱装置、３３流体、３７加熱容器、３７ａ上部、
３７ｂ底部、３８押し付け手段、３９密着促進剤、４１冷媒回収機、
１００冷媒液溜り防止装置、２００冷媒サイクル、３００加熱設備、
４００回収設備。

Claims

冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置であって、前記冷凍サイクルと、該冷凍サイクルに設けられているアキュムレータを加熱する加熱設備と、前記冷凍サイクル内の冷媒を回収する回収設備とによって構成されており、前記アキュムレータは冷媒を収納するとともに、両端を床面に対して垂直に設置されており、該アキュムレータの底部と前記床面との間には、前記底部外面に接して柔軟に屈曲可能な可撓性材よりなる所定の形状を有する加熱容器が設けられており、前記回収設備を運転時、前記加熱容器に移送される前記加熱設備で所定の温度に加熱された流体によって、前記アキュムレータの冷媒が加熱され回収されるとともに、前記加熱容器は予め前記所定の形状に成型されており、偏平に折り畳まれた状態で前記アキュムレータの底部と、前記床面との間に挿入された後、前記流体の移送圧力によって前記予め成型された所定の形状に復元されていることを特徴とする冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置。
冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置であって、前記冷凍サイクルと、該冷凍サイクルに設けられているアキュムレータを加熱する加熱設備と、前記冷凍サイクル内の冷媒を回収する回収設備とによって構成されており、前記アキュムレータは冷媒を収納するとともに、両端を床面に対して水平に設置されており、該アキュムレータの一方端の底部と加熱容器押し付け手段との間には、前記底部外面に接して柔軟に屈曲可能な可撓性材よりなる所定の形状を有する加熱容器が設けられており、前記回収設備を運転時、前記加熱容器に移送される前記加熱設備で所定の温度に加熱された流体によって、前記アキュムレータの冷媒が加熱され回収されるとともに、前記加熱容器は予め前記所定の形状に成型されており、偏平に折り畳まれた状態で前記アキュムレータの一方端の底部と、前記加熱容器押し付け手段との間に挿入された後、前記流体の移送圧力によって前記予め成型された所定の形状に復元されていることを特徴とする冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置。
前記加熱容器の材質が、ゴムまたは防水性布であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置。
前記アキュムレータの両端の形状が凸型または凹型であり、前記加熱容器の所定の形状が前記アキュムレータの端部の形状である凸型または凹型であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置。
前記加熱容器が前記アキュムレータの底部外面に接する部分に、密着促進剤が配置されており、前記密着促進剤が水であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置。
請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクルの冷媒液溜り防止装置を用いた冷媒の回収方法であって、次のステップを有することを特徴とする。
（１）既設の冷凍サイクルに、流体の加熱設備および冷媒の回収設備を付設するステップ。
（２）冷凍サイクルに設けられているアキュムレータの底部に、偏平に折り畳まれた状態の加熱容器を配置し、前記加熱設備の配管と結合するステップ。
（３）前記加熱設備を動作し、所定の温度に加熱した流体の移送圧力で、前記加熱容器を所定の形状に復元してアキュムレータの底部に密着させるステップ。
（４）前記所定の温度に加熱した流体によって前記アキュムレータの冷媒を加熱するとともに、前記回収設備を動作し、前記アキュムレータ内の冷媒を回収するステップ。