JP7051486B2 - 冷媒検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として空気調和機・冷凍機の冷媒を検査する冷媒検査方法に関し、特に、機器の指定以外の冷媒の存在を検知する冷媒検査方法に関する。

従来より、ヒートポンプ方式の空気調和機及び冷凍装置といった冷凍空調機器における冷媒には冷凍機油が相互溶解しており、冷凍機油の酸化により有害物質が分解生成され、機器の故障の原因となる問題が知られている。そして、上述のような冷媒の劣化を検知するために、冷媒の酸化を判断可能な色素が塗布された簡易判断部を冷媒管の経路上に配置した冷媒酸化判断装置が提案されている（特許文献１）。

特開２００３－２６２４３７号公報

ところで、近年、様々な事情から冷媒管内に機器メーカー指定ではない冷媒ガスが使用されている場合がある。指定外の冷媒ガスが使用されている場合、機器の性能が保証されず予期せぬ不具合が発生するおそれがある。また、不燃性のガスが冷媒ガスとして指定されている機器に、燃焼性の冷媒ガスが使用されている場合には不測の事故のおそれもある。

しかし、これまで点検・修理・メンテナンスの前に冷媒ガスが指定されているものであるか否かを簡易的に確認する作業は行われていなかった。

そこで、本発明は、冷媒ガスの一部を取り出して、当該冷媒ガスが指定のものであるかを簡易的に確認することができる冷媒検査方法を提供することを目的とする。

本発明の冷媒検査方法は、冷媒管のサービスポートと冷媒ガスの収集容器とを接続する準備工程と、前記サービスポートを開放して所定量の前記冷媒ガスを排出し、当該冷媒ガスを前記収集容器に収集した後、前記サービスポートを閉じる収集工程と、前記収集工程で収集した前記冷媒ガス中の炭化水素を検知する検知工程と、を備え、前記収集容器はシリンジであり、前記準備工程は、側面に孔が形成され、プランジャが挿入された前記シリンジの先端に連通管の一端を接続するとともに、当該連通管の他端を流体の流量を調節可能なコントロールバルブを介して前記サービスポートに接続する工程であり、前記収集工程は、前記コントロールバルブを開放して、前記シリンジ内に前記孔の位置まで前記冷媒ガスを導入した後、前記コントロールバルブを閉じる工程であり、前記検知工程は、管内を通過する気体の炭化水素の存在を検知可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴としている。

本発明の冷媒検査方法は、前記収集工程は、側面に孔が形成され、プランジャが挿入されたシリンジの先端に連通管の一端を接続するとともに、当該連通管の他端を流体の流量を調節可能なコントロールバルブを介して前記サービスポートに接続し、前記コントロールバルブを開放して、前記プランジャが前記孔を越える位置まで前記シリンジ内に前記冷媒ガスを導入した後、前記コントロールバルブを閉じる工程であり、前記検知工程は、管内を通過する気体の炭化水素の存在を検知可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴としている。

本発明の冷媒検査方法は、前記収集工程で収集した前記冷媒ガスの変質を検知する変質検知工程を更に備えることを特徴としている。

本発明の冷媒検査方法は、前記変質検知工程は、前記冷媒ガスの酸化度を測定することを特徴としている。

本発明の冷媒検査方法は、前記変質検知工程は、前記冷媒ガスに含有するフッ化カルボニル濃度を測定することを特徴としている。

本発明の冷媒検査方法は、前記変質検知工程は、管内を通過する冷媒ガスの変質を表示可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴としている。
本発明の冷媒検査方法は、冷媒管のサービスポートと冷媒ガスの収集容器とを接続する準備工程と、前記サービスポートを開放して所定量の前記冷媒ガスを排出し、当該冷媒ガスを前記収集容器に収集した後、前記サービスポートを閉じる収集工程と、前記収集工程で収集した前記冷媒ガス中の炭化水素を検知する検知工程と、前記収集工程で収集した前記冷媒ガスの変質を検知する変質検知工程と、を備え、前記変質検知工程は、前記冷媒ガスに含有するフッ化カルボニル濃度を測定することを特徴としている。
本発明の冷媒検査方法は、前記収集容器はシリンジであり、前記準備工程は、側面に孔が形成され、プランジャが挿入された前記シリンジの先端に連通管の一端を接続するとともに、当該連通管の他端を流体の流量を調節可能なコントロールバルブを介して前記サービスポートに接続する工程であり、前記収集工程は、前記コントロールバルブを開放して、前記シリンジ内に前記孔の位置まで前記冷媒ガスを導入した後、前記コントロールバルブを閉じる工程であり、前記検知工程は、管内を通過する気体の炭化水素の存在を検知可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴としている。
本発明の冷媒検査方法は、前記変質検知工程は、管内を通過する前記冷媒ガスの変質を表示可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴としている。

本発明の冷媒検査方法によると、所定量の冷媒ガスのみを排出させることで、不要な冷媒ガスの排出を抑制し、環境負荷を最小限に抑えることができる。また、収集工程で収集した冷媒ガス中の炭化水素を検知するので、炭化水素が検知されれば炭化水素系冷媒が使用されていると判断することができるとともに、炭化水素が検知されなければフルオロカーボン系冷媒が使用されていると判断することができ、簡易的に冷媒がいずれの系統のものであるかを確認することができる。

本発明の冷媒検査方法によると、冷媒ガスを一旦シリンジ内に導入するので、冷媒管から排出される冷媒ガスの量を管理することができ、必要最小限の冷媒ガスのみを冷媒管から排出させることができる。また、シリンジの側面に孔を設けることで、シリンジ内が高圧になることを抑制でき、安全に冷媒ガスを収集できる。さらにコントロールバルブを設けることで冷媒ガスが排出される流量を調節し、不要な冷媒ガスの排出を抑制できる。そして、検知工程は、管内を通過する気体の炭化水素の存在を検知可能な検知管の一端を孔に挿入して他端を吸引するものであるので、大掛かりな装置を必要とせず、現場で簡易的に炭化水素を検知することができる。

本発明の冷媒検査方法によると、炭化水素のみならず冷媒ガスの変質をも検知することができるので、冷媒ガスの収集の準備工程を一度で済ますことができ、作業効率を高めることができる。

本発明の冷媒検査方法によると、変質検知工程が冷媒ガスの酸化度を測定するものであるので、冷媒ガスに含まれる冷凍機油の酸化によって生じる有害な分解生成物の量を推測することができ、冷媒ガスの変質を検知して冷媒ガスの交換時期を適切に判断することができる。

本発明の冷媒検査方法によると、変質検知工程が冷媒ガスに含有する有害なフッ化カルボニル濃度を測定するものであるので、冷媒ガスの変質をも検知して冷媒ガスの交換時期を適切に判断することができる。

本発明の冷媒検査方法によると、変質検知工程が管内を通過する冷媒の変質を表示可能な検知管の一端を孔に挿入し、検知管の他端を吸引するものであるので、大掛かりな装置を必要とせず、現場で簡易的に冷媒の変質を検知することができる。

冷媒検査方法の工程を示すフローチャート。 （Ａ）はシリンジ及びプランジャの外観構成を示す斜視図、（Ｂ）はシリンジの先端に連通管及び気密継手を介してコントロールバルブを接続した状態を示す図。 （Ａ）はコントロールバルブをサービスポートに接続する前の状態であり、（Ｂ）はコントロールバルブをサービスポートに接続した後の状態を示す図。 （Ａ）はコントロールバルブを開放しシリンジ内に冷媒ガスを収集する収集工程を行った状態を示す図、（Ｂ）は、検知管の両端をそれぞれ切断する状態を示す図、（Ｃ）は検知管の一端を吸引用の手動ポンプに接続する状態を示す図。 （Ａ）は検知管の手動ポンプが接続されている端部と反対側の端部をシリンジの孔に挿入する状態を示す図、（Ｂ）は手動ポンプのハンドル部を操作して検知管の他端からガスを吸引して、シリンジ内の冷媒ガスを検知管内に導入する状態を示す図。

以下、本発明に係る冷媒検査方法の実施形態について各図を参照しつつ説明する。本実施形態の冷媒検査方法は、例えば空気調和機や冷凍器といったヒートポンプ式の冷凍空調機器の冷媒管内に封入されている冷媒ガスが機器メーカー指定のガスであるか否かを機器が設置されている現場で簡易的に検査する方法である。この冷媒検査方法を用いた検査は、例えば、冷凍空調機器の点検・修理・メンテナンス作業の前に検査することで、予期しない冷媒ガスが封入されていることによって生じる危険を回避することができる。冷媒ガスとしては、ＣＦＣ系、ＨＣＦＣ系、ＨＦＣ系、ＨＦＯ系のフルオロカーボン系冷媒と、プロパン、ｎ－ブタン、イソブタン、２－メチルブタン、ｎ－ペンタン、シクロペンタンイソブタン、ノルマルブタン等の炭化水素系冷媒と、二酸化炭素冷媒と、アンモニア冷媒と、を含む。本実施形態においては、例えば機器メーカー指定の冷媒ガスがフルオロカーボン系冷媒であり、冷媒検査方法は、冷媒管内にフルオロカーボン系冷媒が封入されているか、炭化水素系冷媒が封入されているかを検査する。

まず冷媒検査方法は、図１に示すように、冷媒管のサービスポート１から冷媒ガスの一部を収集するために、サービスポート１と収集用のシリンジ２とを繋げる収集準備工程と、サービスポート１から所定量の冷媒ガスを収集する収集工程と、検知管３内に冷媒ガスを吸引する準備を行う検知準備工程と、検知管３内に収集工程で収集した冷媒ガスを吸引して、冷媒ガス中の炭化水素を検知する検知工程と、再びサービスポート１から所定量の冷媒ガスを収集する再収集工程と、収集工程で収集した冷媒ガス中の変質を検知する変質検知工程と、を備えている。本発明における「収集容器」は本実施形態においてはシリンジ２が相当する。なお、収集容器は、シリンジ２に限定されるものではなく、容積が可変であり、内部に冷媒ガスを閉じ込めることができる容器であればどのようなものであっても良い。また、サービスポート１は例えば空気調和機の室外機に高圧側と低圧側の２つが設けられている。本発明における「サービスポート」は低圧側のサービスポート１である。

収集準備工程（Ｓ２０）では、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シリンジ２にプランジャ４を挿入するとともに、シリンジ２の先端とコントロールバルブ５とを連通管６によって接続する。シリンジ２の側面には内部に繋がる孔７が形成されている。孔７は、例えば直径６ｍｍ程度の円形である。孔７は後述する検知管３を挿入することができる大きさが必要である。孔７の大きさは、冷媒ガスの大気への放出を可能な限り防ぐためには、必要最小限の大きさであることが好ましい。孔７は、シリンジ２の１０ｍｌの目盛りの位置に接するように配置されており、シリンジ２の内部の容積が１０ｍｌ以上となった場合に孔７が徐々に開放されて外部とシリンジ２内部とが連通する。このようにシリンジ２が１０ｍｌの位置に孔７を有することで、後述のようにサービスポート１からシリンジ２内に冷媒ガスが導入される際に、サービスポート１から排出される冷媒ガスの単位時間当たりの流量が大きすぎた場合にもシリンジ２内の圧力が大きくなりすぎることを抑制することができ、安全に後述の収集工程を行うことができる。なお、孔７の位置は炭化水素を検知するために必要最低限の量の冷媒ガスをシリンジ２の収集することができる位置であればよい。

シリンジ２の先端には連通管６の一端がホースクランプ８によって気密性を保持して接続されている。連通管６は可撓性を有する樹脂製の管である。連通管６の他端は気密継手９を介してコントロールバルブ５が接続されている。コントロールバルブ５は、図２及び図３に示すように、一端が連通管６に接続されるとともに、他端が冷媒管のサービスポート１に接続されており、回転可能な円盤状に形成されたバルブハンドル１０を回転させることにより、コントロールバルブ５内に形成されている虫押し部１１がサービスポート１側に突出又は退入することによって、サービスポート１内に形成されているバルブコア１２を移動させて、サービスポート１を開閉している。また、コントロールバルブはバルブハンドル１０を回転させることにより、ガス流路を徐々に開放又は閉塞できる構造となっており、これによってコントロールバルブ５内を流れる冷媒ガスの流量を調節することができる。サービスポート１にコントロールバルブ５を接続する際には、コントロールバルブ５のバルブハンドル１０を回転させてコントロールバルブ５を閉塞状態に保持してサービスポート１に接続し固定する。

以上のように、シリンジ２にプランジャ４を挿入するとともに、シリンジ２の先端とサービスポート１とを連通管６、気密継手９、及びコントロールバルブ５を介して接続して収集準備工程を終了する。

次に収集工程（Ｓ２１）では、図４（Ａ）に示すように、コントロールバルブ５のバルブハンドル１０を開放側に回転して、サービスポート１を開放する。サービスポート１を開放すると、冷媒管内の気圧と大気圧との差によって、サービスポート１から冷媒ガスが排出され、コントロールバルブ５、気密継手９、連通管６を通ってシリンジ２内に冷媒ガスが導入される。コントロールバルブ５は通過する冷媒ガスの単位時間当たりの流量が大きくならないように弁の開放量を少なく調節することで、シリンジ２内に冷媒ガスが一気に大量に流れ込むことを防止し、過剰な冷媒ガスの排出を抑制することができる。シリンジ２内のプランジャ４の先端の位置が１０ｍｌを超えると、コントロールバルブ５のバルブハンドル１０を閉塞側に回転して、サービスポート１を閉塞し、冷媒ガスの排出を停止し、収集工程を終了する。

検知準備工程（Ｓ２２）では、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、管内を通過する気体中の炭化水素の存在を検知可能な検知管３の一端を吸引用の手動ポンプ１３に接続する。検知管３は両端が閉じられた筒状のガラス管であり、内部に炭化水素が存在した場合に変色する検知剤が注入されている。検知管３を手動ポンプ１３に接続する前に、図４（Ｂ）に示すように、検知管３の両端をそれぞれ切断し、検知管３内に冷媒ガスを導入可能にする。検知剤としては、例えば管内部に保持されている酸化クロムが炭化水素の脱水素化に伴って還元することにより変色することで、炭化水素の存在を検知するものを用いることができる。なお、検知管３は上述の酸化クロムの還元を利用した検知管３でなくてもよいが、炭化水素の存在を現場で短時間で検知することができることが好ましい。また、検知準備工程は、説明の都合上、収集工程の後に記載しているが、収集工程よりも前に行うものであってもよい。

手動ポンプ１３は、図４（Ｃ）に示すように、先端に検知管３の端部を気密性を確保しつつ保持可能な取り付け部１５を有する筒状のシリンダ部１４と、シリンダ部１４の内部を摺動して、取り付け部１５からガスを吸引するピストン部１６と、ピストン部１６の摺動を操作するハンドル部１７とを有している。手動ポンプ１３は、吸引するガスの体積を視認可能に構成されていることが好ましい。

次に検知工程（Ｓ２３）では、図５（Ａ）に示すように、検知管３の手動ポンプ１３が接続されている端部と反対側の端部を、シリンジ２の孔７に挿入する。このとき収集工程でシリンジ２内には冷媒ガスが収集されており、プランジャ４をその先端が孔７を開放するように摺動させ、孔７に検知管３の一端を挿入する。そして、図５（Ｂ）に示すように、手動ポンプ１３のハンドル部１７を操作して検知管３の他端からガスを吸引することで、シリンジ２内の冷媒ガスを検知管３内に導入する。手動ポンプ１３は吸引したガスの体積が１０ｍｌとなるまで吸引する。そして所定時間経過後に検知管３の色の変化を確認し、炭化水素を検知したか否か判断する。本実施形態においては、機器メーカー指定の冷媒ガスがフルオロカーボン系冷媒であるので、炭化水素が検知されなかった場合に正常の可能性が高いと判断する。一方、炭化水素が検知された場合には、炭化水素系冷媒が封入されている可能性が高いと判断することができ、メーカーの保証がなされないことや冷媒ガスの燃焼性の高さから生じる危険を回避するために、点検・修理・メンテナンス作業を行わずに、作業を中断する。このように、大掛かりな装置を必要とせず、現場で簡易的に炭化水素を検知することができるので、簡単に長い時間を掛けることなく点検・修理・メンテナンス作業の安全性を確保することができる。

このように、収集工程で収集される冷媒ガスは１０ｍｌであり、検知工程で炭化水素の検知に使用される冷媒ガスも１０ｍｌであるので、ごく僅かな必要最低限の冷媒ガスのみで冷媒ガスの検査を行うことができ、環境負荷を低減し作業の安全性を高めることができる。なお、収集工程で収集し、検知工程で検知に使用する冷媒ガスの量は１０ｍｌに限定されるものではなく、炭化水素の検知に必要な最低限の量の冷媒ガスであればよい。

検知工程を完了し、冷媒ガスがメーカー所定のものであると判断された場合には、そのまま点検・修理・メンテナンス作業を開始してもよいが、本実施形態の冷媒検査方法では、さらに、冷媒ガスの変質を検知する工程を行う。再収集工程（Ｓ２４）は、前述の収集工程で収集した冷媒ガスを検知工程で使用したので、再度冷媒ガスを収集する工程である。検知工程で使用する冷媒ガスよりも多くの冷媒ガスを前述の収集工程で収集する場合は、改めて再収集工程を行う必要はないが、冷媒ガスの大気中への飛散を極力おさえるためには、変質度検知工程の直前に再収集工程を行ったほうがよい。再収集工程は、上述の収集工程と同じ作業を行う工程であるので、具体的な説明は省略する。

再収集工程を完了し、シリンジ２内に１０ｍｌの冷媒を再度収集すると、次に変質度検知準備工程を行う。変質度検知準備工程（Ｓ２５）では、管内を通過する気体の酸性度を検知可能な検知管１８の一端を吸引用の手動ポンプ１３に接続する。検知管１８は、内部にｐＨ指示薬等の色素が注入されており、通過する冷媒ガスの酸化の程度を示すことができるものである。酸性度を検知可能な検知管１８の構成はこれに限定されるものではなく、種々の公知の検知管１８を使用することができる。変質度検知準備工程は検知管１８の内容以外の構成は、検知準備工程と同様の工程であるので図４（Ｃ）に検知管１８を括弧で記載して説明を省略する。

なお、冷媒ガスの変質度を検知する検知管１８は、冷媒ガスの酸化の程度を表示するものに替えて、冷媒ガスに含有されるフッ化カルボニル濃度を測定するものであっても良い。フッ化カルボニル濃度を検知する検知管１８としては、例えば、検知管１８内に水分を含有する保湿剤を収納し、フッ化カルボニルを加水分解させてフッ化水素を発生させ、保湿剤に溶解している水素イオン濃度によって変色する呈色指示薬と反応させることでフッ化カルボニル濃度を示すことができるものを用いることができる。

変質度検知工程（Ｓ２６）では、検知管１８の手動ポンプ１３が接続されている端部と反対側の端部を、シリンジ２の孔７に挿入する。そして、手動ポンプ１３のハンドル部１７を操作して再収集工程でシリンジ２内に収集された冷媒ガスを検知管１８の他端から吸引し、シリンジ２内の冷媒ガスを検知管１８内に導入する。そして所定時間経過後に検知管１８の色の変化を確認し、冷媒ガスの酸化度又は冷媒ガス中のフッ化カルボニル濃度を検知する。冷媒ガスの酸化度やフッ化カルボニル濃度が高い場合には、冷媒ガス中に溶解している冷凍機油が劣化していると推定されるので、冷媒ガスを交換する必要があると判断することができる。

以上のような冷媒検査方法を用いて冷媒ガスの検査を行った後、問題がなければ機器の点検・修理・メンテナンス等の作業（Ｓ２７）を行う。以上のように、予め冷媒ガスがメーカー指定のものと変更がないかを確認することができ、特に、燃焼性の高い炭化水素系冷媒であるか否かを確認することができるので、点検・修理・メンテナンス等の作業を安全に行うことができる。

本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。

本発明に係る冷媒検査方法は例えば空気調和機の冷媒を検査する方法として好適に用いることができる。

１ サービスポート
２ シリンジ
３ 検知管
４ プランジャ
５ コントロールバルブ
６ 連通管
７ 孔

Claims (8)

1. 冷媒管のサービスポートと冷媒ガスの収集容器とを接続する準備工程と、
   前記サービスポートを開放して所定量の前記冷媒ガスを排出し、当該冷媒ガスを前記収集容器に収集した後、前記サービスポートを閉じる収集工程と、
   前記収集工程で収集した前記冷媒ガス中の炭化水素を検知する検知工程と、
   を備え、
   前記収集容器はシリンジであり、
   前記準備工程は、
   側面に孔が形成され、プランジャが挿入された前記シリンジの先端に連通管の一端を接続するとともに、当該連通管の他端を流体の流量を調節可能なコントロールバルブを介して前記サービスポートに接続する工程であり、
   前記収集工程は、
   前記コントロールバルブを開放して、前記シリンジ内に前記孔の位置まで前記冷媒ガスを導入した後、前記コントロールバルブを閉じる工程であり、
   前記検知工程は、
   管内を通過する気体の炭化水素の存在を検知可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴とする冷媒検査方法。
2. 前記収集工程で収集した前記冷媒ガスの変質を検知する変質検知工程を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の冷媒検査方法。
3. 前記変質検知工程は、前記冷媒ガスの酸化度を測定することを特徴とする請求項２に記載の冷媒検査方法。
4. 前記変質検知工程は、前記冷媒ガスに含有するフッ化カルボニル濃度を測定することを特徴とする請求項２に記載の冷媒検査方法。
5. 前記変質検知工程は、管内を通過する前記冷媒ガスの変質を表示可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれに記載の冷媒検査方法。
6. 冷媒管のサービスポートと冷媒ガスの収集容器とを接続する準備工程と、
   前記サービスポートを開放して所定量の前記冷媒ガスを排出し、当該冷媒ガスを前記収集容器に収集した後、前記サービスポートを閉じる収集工程と、
   前記収集工程で収集した前記冷媒ガス中の炭化水素を検知する検知工程と、
   前記収集工程で収集した前記冷媒ガスの変質を検知する変質検知工程と、
   を備え、
   前記変質検知工程は、前記冷媒ガスに含有するフッ化カルボニル濃度を測定することを特徴とする冷媒検査方法。
7. 前記収集容器はシリンジであり、
   前記準備工程は、
   側面に孔が形成され、プランジャが挿入された前記シリンジの先端に連通管の一端を接続するとともに、当該連通管の他端を流体の流量を調節可能なコントロールバルブを介して前記サービスポートに接続する工程であり、
   前記収集工程は、
   前記コントロールバルブを開放して、前記シリンジ内に前記孔の位置まで前記冷媒ガスを導入した後、前記コントロールバルブを閉じる工程であり、
   前記検知工程は、
   管内を通過する気体の炭化水素の存在を検知可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴とする請求項６に記載の冷媒検査方法。
8. 前記変質検知工程は、管内を通過する前記冷媒ガスの変質を表示可能な検知管の一端を前記孔に挿入し、前記検知管の他端を吸引することを特徴とする請求項７に記載の冷媒検査方法。

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