JP5821412B2 - 冷媒充填装置 - Google Patents

Description

この発明は、冷凍装置の冷媒回路に冷媒を充填する冷媒充填装置および冷媒充填方法に関する。

一般的に、冷媒を冷媒回路に充填する方法として、冷媒を気体状態で充填する方法と、冷媒を液体状態で充填する方法とがある。冷媒を気体状態で充填する方法は、R134aなどを用いた冷凍装置の冷媒充填方法として知られている。この方法においては、冷媒は常温で気体であり、冷媒充填量を目標値とするために、圧縮機を回転させて充填する必要がある。また、冷媒を液体状態で充填する方法は、特許文献１などで知られている。

特開２００９−２２２３５６号公報

この出願の発明者は、R365mfcなどの常温で液体状態の冷媒（以下、常温液体冷媒という。）の冷媒充填について、研究開発を行っている。

常温液体冷媒を気体状態で充填する方法を用いて充填する，すなわち液体状態の冷媒を気化して圧縮機を回転させて充填することが考えられるが、充填時間が長くなり、非効率であるとともに、充填の際に負圧の状態が長く続くため、継手などを通して空気を吸い込むおそれがある。冷媒回路に空気を吸い込んだ場合、冷媒・冷凍機油の劣化および装置の能力低下などの弊害が生ずる。

また、常温液体冷媒を特許文献１のように、液体状態で充填する方法で充填することも考えられるが、圧縮機の回転により、液バックを生じて圧縮機を損傷したり、空気を吸い込むという課題がある。

この出願の発明者等は、研究開発の結果、圧縮機を回転することなく常温液体冷媒を簡易に冷媒回路に充填することができる新規で有用な冷媒充填装置および冷媒充填方法を創出するに至った。

この発明が解決しようとする課題は、不活性ガスおよび空気を混入することなく、かつ圧縮機への液バックのおそれがなく、常温で液体状態の冷媒を簡易に冷媒回路へ充填することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、請求項１に記載の発明は、圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが接続される冷媒回路に備えた充填ポートから冷媒を充填する冷媒充填装置であって、常温で液体状態の冷媒が充填されるとともに、大気圧を超える所定圧で不活性ガスが冷媒の液相部の上方に冷媒と分離された状態で充填された冷媒タンクと、前記冷媒タンクの液相部と前記充填ポートとを接続し、開閉弁を有する冷媒充填管と、前記開閉弁の開放から閉止までの前記冷媒タンクの冷媒の減少量が設定値となるように前記開閉弁を制御する充填量調整機構とを備え、前記開閉弁を開く前に、前記冷媒充填管に真空引き管を介して接続される真空ポンプにより、前記冷媒充填管および前記冷媒回路内に存在する空気を排除し、前記充填量調整機構は、前記冷媒タンクの冷媒量の減少量の検出を、前記冷媒タンク内の気相部の圧力の減少を検出することにより行うように構成されており、前記充填量調整機構が、前記冷媒タンクの冷媒の圧力を検出する圧力計の検出圧力に基づき、前記開閉弁の開放からの前記冷媒タンクの冷媒圧力の減少幅が設定値となると前記開閉弁を閉止するように構成されることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、前記冷媒タンクの冷媒量の減少を監視して、前記開閉弁の閉止のタイミングを制御することで、不活性ガスを混入することなく、かつ圧縮機を回転させることなく、常温で液体状態の冷媒を前記冷媒回路へ簡易に充填できるという効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、冷媒の減少量を圧力で監視して前記開閉弁の制御を行うので、圧縮機を回転させることなく、常温液体冷媒の充填を簡易に行うことができるという効果を奏する。

この発明よれば、圧縮機を回転させることなく、常温で液体状態の冷媒を前記冷媒回路へ簡易に充填できる。

この発明の実施例１の概略構成を説明する説明図である。 同実施例１の制御手順を説明するフローチャート図である。 この発明の実施例２の概略構成を説明する図である。 この発明の実施例３の概略構成を説明する図である。 この発明の実施例４の概略構成を説明する図である。 この発明の実施例５の概略構成を説明する図である。 この発明の実施例６の概略構成を説明する図である。 この発明の実施例１の変形例の要部概略構成を説明する図である。 この発明の実施例１の他の変形例の要部概略構成を説明する図である。

つぎに、この発明の冷媒充填装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、常温で液体状態（常温液体冷媒）の冷媒を冷媒回路に充填する冷媒充填装置に好適に実施される。

この発明の実施の形態を説明する前に、本願において使用する用語について説明する。常温液体冷媒は、大気圧、かつ常温で液体状態の冷媒を意味する。常温とは、一般的に、１５℃〜３０℃の範囲の温度をいうが、この発明ではこの範囲に限定されるものではなく、要するに冷媒充填時の温度において冷媒が液体状態であればよい。液体冷媒としては、R365mfc，TFE（トリフルオロエタノール），エタノール，メタノールが含まれる。以下の説明における「冷媒」は、特に断らない限り、「常温液体冷媒」を意味する。また、不活性ガスとは、窒素ガスを一例とする冷媒と反応しないガスであり、He，Arなどを含む。また、タンクとは、高圧の気体や液体を貯蔵・運搬する場合は、ボンベと称することができる。

この実施の形態を具体的に説明する。この実施の形態の冷媒充填装置は、圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが接続されて冷凍サイクルが行われる冷媒回路に備えた充填ポートから冷媒を充填するように構成されている。

この実施の形態の特徴部分は、冷媒が充填されるとともに、大気圧を超える所定圧で不活性ガスが冷媒の上方に冷媒と分離された状態で充填された冷媒タンクと、前記冷媒タンクの液相部と前記充填ポートとを接続し、開閉弁を有する冷媒充填管と、前記開閉弁の開
放から閉止までの前記冷媒タンクの冷媒の減少量が設定値となるように前記開閉弁を制御する充填量調整機構とを備えたところにある。

前記冷媒充填管の前記冷媒タンクへの接続は、不活性ガスの圧力により液冷媒を前記冷媒タンクから押し出すので、前記冷媒充填管の一端が前記冷媒タンクの液相部の所定位置に接続されていればよい。前記所定位置は、液冷媒の充填が終了した時点で、不活性ガスが前記冷媒回路に混入しない位置である。

この発明の実施の形態によれば、まず、前記冷媒充填管により前記冷媒タンクと前記充填ポートを接続する。そして、前記開閉弁を開き、前記冷媒タンクの冷媒量の減少量を監視して、減少量が設定値となると、前記開閉弁を閉止する。こうして、不活性ガスを混入することなく、所定量の冷媒を前記冷媒回路へ簡易に充填することができる。この充填は、前記開閉弁を閉止のタイミングを制御するという簡単な操作で行うことができる。また、前記圧縮機を運転することなく、冷媒の充填を行うので、液バックのおそれがない。なお、前記開閉弁を開く前には、前記冷媒充填管および前記冷媒回路内に存在する空気は、パージ（除去または排除と称することができる。）しておく。このパージの方法としては、真空引きによる方法が含まれる。

この実施の形態においては、「開閉弁の開放から閉止までの前記冷媒タンクの冷媒の減少量」の検出手段（減少量検出手段）は、つぎの五つの態様を含む。前記減少量検出手段の第一の態様は、前記冷媒タンク内の冷媒の重量の減少により検出するものである。前記減少量検出手段の第二の態様は、前記冷媒タンク内の冷媒の液位の低下により検出するものである。前記減少量検出手段の第三の態様は、前記冷媒タンク内の冷媒の圧力の減少により検出するものである。前記減少量検出手段の第四の態様は、前記冷媒タンクからの冷媒流出量により検出するものである。前記減少量検出手段の第五の態様は、前記冷媒タンク内の冷媒量の減少を時間（タイマ）により間接的に検出するものである。

また、この実施の形態においては、前記冷媒タンクは、つぎの二つの態様を含む。前記冷媒タンクの第一の態様は、工場での出荷の段階で、前記冷媒タンク内に不活性ガスが注入されているものである。前記冷媒タンクの第二の態様は、不活性ガスが高圧で充填されている不活性ガスタンクから前記冷媒タンクへ不活性ガスを、冷媒を充填する現場において、またはその現場に行く前に、注入するものである。第一の態様は、メンテナンス員が冷媒回路の設置されている設置現場にて冷媒を充填する場合には、不活性ガスタンクを持ち運ぶ必要がない点において優れている。

また、この実施の形態においては、前記減少量検出手段を液位の減少を検出するものとした場合、前記開閉弁および充填量調整機構は、つぎの二つの態様を含む。第一の態様は、前記開閉弁が電気的信号により、開閉される弁とされ、前記充填量調整機構が、前記冷媒タンクの液位を検出する液位センサと、前記液位センサからの信号に基づき、前記開閉弁の開放から閉止までの前記冷媒タンクの液位の低下幅が設定値となるように前記開閉弁を制御する制御器とを含むように構成される。

この開閉弁および充填量調整機構の第一の態様によれば、前記開閉弁の開閉が自動制御されるので、所定量の冷媒の充填を正確に行うことができる。

この第一の態様において、好ましくは、前記開閉弁の開放時の液位を検出し、ついで、開放時の液位から前記設定値だけ液位が低下した時に前記開閉弁を閉じるよう構成する。しかしながら、前記開閉弁の開放前の前記冷媒タンクの初期の液位が決まっている場合は、前記開閉弁を閉止する液位を決めておき、この液位を検出すると前記開閉弁を閉じるように構成することができる。また、前記液位センサは、フロート式，電極式，差圧式など
のセンサとすることができる。

前記開閉弁および充填量調整機構の第二の態様は、前記開閉弁が手動により開閉される弁とされ、前記充填量調整機構が、前記冷媒タンクの液位を報知する液面計を備え、前記液面計の液位に基づき、前記開閉弁の開放から閉止までの前記冷媒タンクの液位の低下幅が設定値となるように前記開閉弁を手動制御するように構成される。

この開閉弁および充填量調整機構の第二の態様によれば、前記開閉弁が手動により制御されるので、前記開閉弁の制御のための制御回路が不要となり、回路構成を簡素化できる。この第二の態様において、前記冷媒タンクの液位の報知は、好ましくは、視覚的な液位表示とするが、視覚的な液位表示に加えて、または視覚的な液位表示に代えて、聴覚的に液位を報知するように構成することができる。聴覚的に液位を報知する場合には、前記液位センサと、ブザーや音声で報知する出力回路とが必要となる。

さらに、この実施の形態において、前記減少量検出手段を冷媒の重量の減少を検出するものとした場合、前記冷媒充填調整機構は、前記冷媒タンクの冷媒の重量を検出する重量計を備え、前記重量計による検出重量に基づき、前記開閉弁の開放から閉止までの前記冷媒タンクの冷媒重量の減少幅が設定値となるように前記開閉弁を制御するように構成する。

この場合、前記重量計は、視覚的に重量の減少を報知するものと、電気的に重量の減少を検出するものとを含む。後者の場合、ロードセルなどの重量センサにより、前記冷媒タンクの重量の減少を検出し、減少幅が設定値となると前記開閉弁を閉止する。前記重量センサの検出信号により、視覚的な報知（表示）および／または聴覚的な報知（ブザー音や音声報知）を行うことができる。

ここで、この発明の実施の形態の冷媒充填装置を構成する構成要素を説明する。前記冷媒回路は、好ましくは、前記凝縮器における放熱により、蒸気を発生する蒸気発生用とするが、これに限定されるものではなく、冷房装置や冷暖房装置などの常温液体冷媒を用いる冷媒回路とすることができる。前記膨張機構は、膨張弁およびキャピラリーチューブを含む。

前記充填ポートは、好ましくは、弁機構に付設されるポートとするが、これに限定されるものではない。前記弁機構としては、開閉弁や特許文献１のような三方弁を用いることができる。

以上説明した冷媒充填装置の実施の形態は、つぎの冷媒充填方法の実施の形態を実現する。この冷媒充填方法の実施の形態は、圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが接続されて冷凍サイクルが行われる冷媒回路に備えた充填ポートから冷媒を充填する冷媒充填方法であって、冷媒が常温で液体状態のものとされ、冷媒タンクに冷媒を充填するとともに、不活性ガスを大気圧を超える所定圧で冷媒の上方に冷媒と分離された状態で充填する第一ステップと、開閉弁を有する冷媒充填管により前記冷媒タンクの液相部と前記充填ポートとを接続する第二ステップと、前記第一ステップおよび前記第二ステップの後で行われ、前記開閉弁の開放から閉止までの前記冷媒タンクの冷媒の減少量が設定値となるように前記開閉弁を制御する第三ステップとを含むことを特徴とする冷媒充填方法である。

ついで、この発明の冷媒充填装置１の実施例１を図面に従い説明する。図１は、同実施例１の概略構成を説明する説明図であり、図２は、同実施例１の制御手順を説明するフローチャート図である。

＜実施例１の構成＞
この実施例１の冷媒充填装置１は、圧縮機２と凝縮器３と膨張機構４と蒸発器５とが接続されて冷凍サイクルが行われる冷媒回路６に備え、充填ポート７から冷媒を充填するように構成されている。この冷媒充填装置１は、好ましくは、持ち運び可能なようにユニット化する。冷媒充填ポート７は、冷媒回路６中のどこに設けられてもよいが、例えば図示の如く、冷媒回路６の膨張機構４と蒸発器５との間に設けられ、手動による第一開閉弁８を備えている。

冷媒充填装置１は、不活性ガスとしての窒素ボンベ９と冷媒タンク１０と冷媒充填管１１とこの発明の充填量調整機構の一部を構成する制御器１２とを主要部として備える。冷媒タンク１０には、予め常温液冷媒であるR365mfcが大気圧で空気と共存する状態で充填されている。そして、窒素ボンベ９から窒素ガスが冷媒タンク１０に充填されると、冷媒タンク１０内には、液冷媒Ｒの上方に、冷媒の液相部Ｒと分離された状態で空気を含む窒素ガスが充填された状態となる。

窒素ボンベ９は、内部に例えば１０MPaで窒素ガスを封入している。そして、窒素ボンベ９には、窒素ガスの出入りを手動で制御する弁（図示省略）の操作部１３と、ガス出口１４とを備えている。

冷媒タンク１０は、少なくとも液位が変化する範囲において、その範囲におけるどの高さにおいても横断面積が等しくなるように形成され、上面に窒素ガスのガス入口１５を、液相部Ｒから液冷媒を取り出すために底面に液冷媒出口１６をそれぞれ設けている。第二開閉弁１７は、予め冷媒タンク１０のガス入口１５に一体的に設けている。第二開閉弁１７の入口側は、着脱自在のガス充填管１８によりガス出口１４と接続される。このガス充填管１８による第二開閉弁１７の入口側と窒素ボンベ９との接続は、冷媒を充填する現場で行ってもよいし、事前に行っておくこともできる。

また、電気的に開閉する第三開閉弁１９を予め冷媒タンク１０の液冷媒出口１６に一体的に設けている。第三開閉弁１９の出口側は、冷媒を充填する現場において着脱自在の冷媒充填管１１により、充填ポート７と接続される。なお、第三開閉弁１９と液冷媒出口１６との間の配管（符号省略）もこの発明の冷媒充填管１１の一部を構成する。

この冷媒充填管１１には、手動の第四開閉弁２１を設けた真空引き管２２を一体的に設けている。真空引き管２２の先端には、真空ポンプ（図示省略）が接続される。

また、冷媒タンク１０には、脚２３，２３を備えている。この脚２３，２３は、冷媒充填管１１や第三開閉弁１９の接続を容易にすることと、冷媒充填管１１や第三開閉弁１９の収納空間を形成するためのものである。

さらに、冷媒タンク１０には、制御器１２とともに充填量調整機構１２の一部を構成する要素である、冷媒タンク１０内の液位を検出する液位センサ２４を備えている。この実施例１の液位センサ２４は、液面計２５内に冷媒タンク内の液位の変化に連動して上下するフロート２６と、このフロート２６の位置を磁気的に検出して液位信号を出力する位置センサ２７とを含んで構成されている。フロート２６の位置は、液面計２５にて目視できるように構成され。液位表示器としても機能する。また、冷媒タンク１０には、内部の圧力を検出する圧力計２８を備えている。

制御器１２は、表示器兼用の操作器２９および液位センサ２４からの信号を受けて、予め記憶した制御手順（プログラム）に基づき、第三開閉弁１９の開閉を制御する。制御手
順には、冷媒充填量制御手順が含まれ、その一例を図２に示す。この冷媒充填量制御手順は、第三開閉弁１９の開放から閉止までの冷媒タンク１０の液位の低下幅が設定値Ｈとなるように第三開閉弁１９を制御する手順である。この設定値Ｈは、冷媒回路６への必要充填量に対応した値に設定され、図１の冷媒タンク１０内の液相部Ｒの実線位置から破線位置までを示す。また、この破線位置は、冷媒とともに空気を含む窒素ガスが流出することがない高さに設定する。また、前記破線位置は、ある程度余裕をもって高い位置に設定しておき、前記破線位置よりも低い位置まで液位が低下すると、第三開閉弁１９を自動的に閉じるように構成することにより、空気を含む窒素ガスの流出を確実に防止することが望ましい。

ところで、この発明とは直接的に関係はないが、冷媒回路６に充填された冷媒は、回収が必要となった場合、つぎの方法によって、回収することができる。第一の回収方法は、冷媒回路６の配管に２箇所（例えば、圧縮機２と凝縮器３との間の配管と、膨張機構４と蒸発器５との間の配管との２箇所）の、一方に不活性ガス充填口（図示省略）を、他方に冷媒回収口（図示省略）を設ける。そして、前記不活性ガス充填口に不活性ガスボンベ（図示省略）を接続するとともに、前記冷媒回収口に回収タンク（図示省略）ことにより、前記不活性ガスボンベのガス圧により、冷媒回路６に存在する液状冷媒を前記冷媒回収口から押し出すことにより、前記回収タンク内へ回収することができる。

第二の回収方法は、冷媒回路６の適所に冷媒回収口（図示省略）を設けるとともに、この冷媒回収口に第一弁（図示省略），第一回収タンク，第二弁（図示省略）の直列管路を介して真空ポンプ（図示省略）を接続し、前記第一回収タンクには、さらに第三弁（図示省略）を接続する。そして、第一ステップで、前記第一弁および前記第三弁を閉じた状態で、前記真空ポンプを駆動して、前記第一回収タンク内を所定圧の真空状態とする。ついで、第二ステップで、前記第二弁および前記第三弁を閉じるとともに、前記真空ポンプを停止した状態で、前記第一弁を開き、前記第一回収タンク内の液冷媒の一部を前記第一回収タンクに回収する。ついで、第三ステップで、前記第一弁および前記第二弁を閉じ、前記第三弁を開いて、前記第二回収タンクへ前記第一回収タンク内に回収された液冷媒を回収する。以上の前記第一ステップから前記第三ステップを繰り返すことにより、冷媒回路６内の液冷媒を前記第二回収タンクへ回収する。

＜実施例１の動作＞
以上の構成を備える実施例１の動作を説明する。冷媒が充填されていない冷媒回路６へ所定量の冷媒を充填する場合について説明する。今、冷媒タンクには、大気圧で、空気が存在する状態で冷媒が収容され、液相部Ｒが形成されている。

（冷媒充填準備）
第一開閉弁８，第二開閉弁１７，第三開閉弁１９および第四開閉弁２１を閉じた状態で、窒素ボンベ９のガス出口１４と第二開閉弁１７の入口側とをガス充填管１８により接続し、第三開閉弁１９の出口側と充填ポート７とを冷媒充填管１１により接続しておく。なお、液冷媒出口１６と冷媒充填管１１とは、着脱する必要がないので、予め接続しておくことが望ましい。

以上の状態で、真空引き管２２に真空ポンプを接続し、真空引き管２２および冷媒充填管１１内に存在する空気をパージする。冷媒回路６内の空気がパージされていないときは、第一開閉弁８を開いて、冷媒充填管１１内に存在する空気とともに、冷媒回路６内の空気を真空引きによりパージする。

ついで、窒素ボンベ９の操作部１３を開操作するとともに、第二開閉弁１７を開くことで、窒素ボンベ９内の高圧窒素ガスを冷媒タンク１０内へ充填する。窒素ボンベ９の窒素
ガスは、減圧弁（図示省略）により減圧されて、冷媒タンク１０内へ注入される。そして、冷媒タンク１０内の圧力を検出する圧力計２８が設定値（例えば約０．４MPa）となると、第二開閉弁１７を閉じる。その結果、冷媒タンク１０内には、液相部Ｒの上方に、液冷媒と分離された状態で空気を含む窒素ガスが大気圧を超える所定圧力（例えば約０．４MPa）で充填された状態となる。

前記圧力計による第二開閉弁１７の制御は、電気的に自動的に行うように構成することができる。この場合、圧力計２８を、電気信号を出力するものとして、窒素ガス注入開始スイッチ（図示省略）を操作すると、制御器１２は、第二開閉弁１７を開き、圧力計２８の検出信号が設定圧力となると第二開閉弁を閉じるように構成する。

つぎに、第一開閉弁８，第二開閉弁１７，第三開閉弁１９および第四開閉弁２１を閉じた状態から、第三開閉弁１９を開き、第三開閉弁１９の出口と充填ポート７との間の冷媒充填管１１内と真空引き管２２内とに冷媒を充填する（以下、管内冷媒充填という。）。第三開閉弁１９は、第三開閉弁１９を制御器１２の制御によらないで開閉制御できるスイッチ（図示省略）も設けることで、その開閉を行うことができる。この場合、管内冷媒充填は、瞬時に行われる。

この管内冷媒充填は、予め管内冷媒充填に要する冷媒量が分かっている場合には、つぎに述べる冷媒充填実行に含ませることができる。すなわち、予め管内冷媒充填に要する冷媒量を冷媒タンク１０内の液位の低下幅の設定値に含ませておくことができる。しかしながら、この方法は、冷媒充填管１１の長さが異なると、常に同量の冷媒を冷媒回路に充填することができなくなる。

（冷媒充填実行）
以上の冷媒充填準備が終わると、第二開閉弁１７および第四開閉弁２１を閉じ、第三開閉弁１９が開いた状態で、操作器２９の充填開始スイッチ（図示省略）を操作する。すると、図２を参照して、処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮは、単にＳＮと称する。）において、ＹＥＳが判定され、Ｓ２へ移行する。

Ｓ２では、液位センサ２４による検出液位を記憶する。そして、充填開始スイッチの操作後（または操作と同時）に、第一開閉弁８を開く。すると、冷媒タンク１０内の液相部Ｒの冷媒が上層部の窒素ガスの圧力により、第三開閉弁１９，冷媒充填管１１，第一開閉弁８を通して冷媒回路６内へ押し出される。その結果、冷媒タンク１０内の液位が低下する。

ついで、Ｓ３において、冷媒タンク１０内の液位の低下幅が設定値に到達したかどうかを判定する。Ｓ３でＮＯが判定されるとＳ２の冷媒充填を継続する。Ｓ３でＹＥＳが判定されると、Ｓ４へ移行して、第三開閉弁１９を閉じるとともに、操作器２９において、冷媒充填が終了したことを表示して報知する。

この報知を受けて、第一開閉弁８を閉じた後、冷媒充填管１１を充填ポート７から外し、ガス充填管１８をガス入り口１５から外して、冷媒充填作業を終了する。この冷媒充填により充填された冷媒は、蒸発器５や蒸発器６および圧縮機２間に設けた気液分離器２０などに液状態で存在する。

以上の実施例１によれば、液位センサ２４の信号に基き、第三開閉弁１９の閉止が自動的に制御されるので、冷媒タンク１０内に存在していた窒素ガスおよび空気を充填冷媒へ混入させることなく、所定量の冷媒を冷媒回路６へ簡易に充填することができる。そして、第三開閉弁１９の開閉が自動制御されるので、所定量の冷媒を正確に充填することがで
きる。また、圧縮機２を運転することなく、冷媒の充填を行うので、液バックのおそれがない。また、冷媒充填作業後に、圧縮機２を運転しても蒸発器５で蒸発するとともに、気液分離器２０を設けているので、液バックを防止することができる。

この発明は、前記実施例１に限定されるものではなく、図３に示す実施例２を含むものである。この実施例２において前記実施例１と異なるのは、第三開閉弁１９および前記充填量調整機構の構成である。実施例２では、第三開閉弁１９が手動により開閉される弁として、前記充填量調整機構を、冷媒タンク１０の液位を報知する液面計２５を備え、液面計２５の液位に基づき、第三開閉弁１９の開放から閉止までの冷媒タンク１０の液位の低下幅が設定値Ｈとなるように第三開閉弁１９を手動制御するように構成した点である。その他の構成は、図１の実施例１と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。

この実施例２では、液位センサ２４を備えているが、液位センサ２４の信号を第三開閉弁１９の制御には用いていない。しかしながら、液面計２５の視覚的な液位の報知に加えて、液位センサ２４の信号を操作部２８での視覚的な報知に用いている。すなわち、液面計２５による報知により、第三開閉弁１９の閉止のタイミングを決めるように構成している。なお、実施例２の構成を簡素化するには、液位センサ２４を備えることなく、液面計２５の視覚的な報知のみとすることができる。この場合、液面計２５には、冷媒タンク１０の液位の低下幅の設定値Ｈが容易に見えるように表示しておく必要がある。

この発明は、前記実施例１、２に限定されるものではなく、図４に示す実施例３を含むものである。この実施例３において前記実施例１と異なるのは、冷媒充填装置１の構成である。この実施例３では、冷媒充填装置１を持ち運び可能にユニット化し、窒素ボンベ９を備えていない点である。窒素ボンベ９を備えていない代わりに、実施例３の冷媒タンク１０は、工場での出荷の段階で、冷媒タンク１０内に窒素ガスが注入されているものである。この注入のために、第二開閉弁１７を有するガス入口１５を備えている。その他の構成は、図１の実施例１と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。

つぎに、図５に示すこの発明の実施例４について説明する。この実施例４において前記実施例１と異なるのは、前記充填量調整機構の構成である。この実施例４の充填量調整機構は、冷媒タンク１０の冷媒量の減少量の検出を冷媒の重量の減少を検出することによる行うように構成している。すなわち、充填量機構は、冷媒タンク１０の冷媒の重量を検出する重量計３０を備えている。この重量計３０は、冷媒タンク１０の重量を検出するロードセルからなる重量センサ３１と、この重量センサ３１の信号を受けて、第三開閉弁１９の開放から閉止までの冷媒タンク１０の冷媒重量の減少幅が設定値となると、第三開閉弁１９を閉じるとともに、操作部２８にて設定値となったことを報知する制御器１２とから構成している。重量センサ３１による冷媒タンク１０の重量を検出すべく、冷媒タンク１０を重量変化で上下動するように構成するが、この構成は周知のものを用いる。なお、重量計３０は、ロードセルを用いたもの以外に、体重計と同様の構成の重量計とすることができる。

この実施例４において、第三開閉弁１９を手動弁として、設定値となったことを報知に基づき、手動により第三開閉弁１９を閉じるように構成することができる。

つぎに、図６に示すこの発明の実施例５について説明する。この実施例５において前記実施例１と異なるのは、前記充填量調整機構の構成である。この実施例５の充填量調整機構は、冷媒タンク１０の冷媒量の減少量の検出を、冷媒タンク１０内の圧力の減少を検出することにより行うように構成している。すなわち、充填量機構は、冷媒タンク１０の冷媒の圧力を検出する圧力計２８を備えている。この圧力計２８は、冷媒タンク１０内の圧力を検出する圧力センサ（図示省略）と、この圧力センサの信号を受けて、第三開閉弁１９の開放から閉止までの冷媒タンク１０の冷媒圧力の減少幅が設定値となると、第三開閉弁１９を閉じるとともに、操作部２８にて設定値となったことを報知する制御器１２とから構成している。

この実施例５において、第三開閉弁１９を手動弁として、設定値となったことを報知に基づき、手動により第三開閉弁１９を閉じるように構成することができる。

さらに、図７に示すこの発明の実施例６について説明する。この実施例６において前記実施例１と異なるのは、前記充填量調整機構の構成である。この実施例６の充填量調整機構は、冷媒タンク１０の冷媒量の減少量の検出を、冷媒タンク１０からの冷媒の流出量を検出することにより行うように構成している。すなわち、充填量機構は、冷媒タンク１０から冷媒の流出量を検出する流量計３２を備えている。この流量計３２は、冷媒タンク１０から冷媒流出流量を検出する流量センサ３３と、この流量センサ３３の信号を受けて、第三開閉弁１９の開放から閉止までの冷媒タンク１０からの冷媒流出量の積算値が設定値となると、第三開閉弁１９を閉じるとともに、操作部２８にて設定値となったことを報知する制御器１２とから構成している。

この実施例６において、第三開閉弁１９を手動弁として、設定値となったことを報知に基づき、手動により第三開閉弁１９を閉じるように構成することができる。

この発明は、前記実施例１〜６に限定されるものではなく、種々変更可能である。例えば、前記実施例１では、図１に示すように、冷媒充填管１１の一端（第三開閉弁１９と液冷媒出口１６との間の配管の一端）を冷媒タンク１０底面に形成した冷媒出口１６に接続することにより、冷媒充填管１１により液相部Ｒから液冷媒を取り出すように構成している。しかしながら、図８に示すように、第三開閉弁１９と冷媒タンク１０とを接続する配管１１Ａを冷媒タンク１０の液相部Ｒと接続することができる。

また、図９に示すように、配管１１Ａを冷媒タンク１０の側壁底部に接続することができる。この場合、図示では、配管１１Ａを液冷媒出口１６よりも冷媒タンク１０の内側に突出させていないが、突出させることができる。また、図１においても第三開閉弁１９と液冷媒出口１６との間の配管（符号省略）を液冷媒出口１６よりも冷媒タンク１０の内側に突出させることができる。

１ 冷媒充填装置
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 膨張機構
５ 蒸発器
６ 冷媒回路
７ 充填ポート
９ 窒素ボンベ
１１ 冷媒充填管
１２ 制御器（充填量調整機構）
１９ 第三開閉弁（開閉弁）
２４ 液位センサ（充填量調整機構）
２５ 液面計（充填量調整機構）
２８ 圧力計（充填量調整機構）
２９ 重量計（充填量調整機構）
３２ 流量計（充填量調整機構）

Claims (1)

1. 圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが接続される冷媒回路に備えた充填ポートから冷媒を充填する冷媒充填装置であって、
   常温で液体状態の冷媒が充填されるとともに、大気圧を超える所定圧で不活性ガスが冷媒の液相部の上方に冷媒と分離された状態で充填された冷媒タンクと、
   前記冷媒タンクの液相部と前記充填ポートとを接続し、開閉弁を有する冷媒充填管と、
   前記開閉弁の開放から閉止までの前記冷媒タンクの冷媒の減少量が設定値となるように前記開閉弁を制御する充填量調整機構とを備え、
   前記開閉弁を開く前に、前記冷媒充填管に真空引き管を介して接続される真空ポンプにより、前記冷媒充填管および前記冷媒回路内に存在する空気を排除し、
   前記充填量調整機構は、前記冷媒タンクの冷媒量の減少量の検出を、前記冷媒タンク内の気相部の圧力の減少を検出することにより行うように構成されており、
   前記充填量調整機構が、前記冷媒タンクの冷媒の圧力を検出する圧力計の検出圧力に基づき、前記開閉弁の開放からの前記冷媒タンクの冷媒圧力の減少幅が設定値となると前記開閉弁を閉止するように構成される
   ことを特徴とする冷媒充填装置。

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