JP7144839B2

JP7144839B2 - チラー装置

Info

Publication number: JP7144839B2
Application number: JP2018150216A
Authority: JP
Inventors: 佳明 ▲鶴▼; 一智市ノ木
Original assignee: Shinwa Controls Co Ltd
Current assignee: Shinwa Controls Co Ltd
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2022-09-30
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: JP2020026892A

Description

本発明は、冷却水によって冷却されるフロン系冷媒を用いて各種装置を冷却するチラー装置に関する。

冷却水が通流される第１冷媒路と、戻り口から吐出口までフロン系冷媒が通流される第２冷媒路と、前記第１冷媒路の一部と前記第２冷媒路の一部との間で前記冷却水によって前記フロン系冷媒の冷却を可能にする熱交換器と、前記戻り口と前記熱交換器との間の前記第２冷媒路の一部に設けられたタンクと、前記タンクと前記熱交換器との間の前記第２冷媒路の一部に設けられたポンプと、前記熱交換器と前記吐出口との間の前記第２冷媒路の一部に設けられた流量調整バルブと、前記熱交換器と前記流量調整バルブとの間の前記第２冷媒路の一部に設けられた逆止弁と、を備えたチラー装置が、既に様々な用途に利用されている。

このような従来のチラー装置においては、一般に、当該チラー装置の下方部において冷媒抜取開口が設けられ、熱交換器に対して吐出口側の第２冷媒路の一部と冷媒抜取開口とが第１ドレン路によって接続され、ポンプが設けられた第２冷媒路の前記一部と主抜取開口とが第２ドレン路によって接続され、当該チラー装置からフロン系冷媒を抜き取る際に、冷媒抜取開口から第１ドレン路及び第２ドレン路を介してフロン系冷媒を吸引するようになっている。

また、一般に、第１ドレン路には、第１ドレンバルブが設けられ、第２ドレン路には、第２ドレンバルブが設けられ、第１ドレンバルブ及び第２ドレンバルブは、チラー装置からフロン系冷媒を抜き取る際にのみ開放されるようになっている。

通常、製造工場において各種動作確認が行われたチラー装置は、出荷前にフロン系冷媒が抜き取られる。これは、主として、気化したフロン系冷媒が出荷中等において周囲に飛散することを防止するためである。フロン系冷媒が抜き取られた後、フロン系冷媒路には窒素が充填される。

その他、本件出願人は、フロン系冷媒を用いて各種装置を冷却するチラー装置として、特許第６０５３９０７号（特許文献１）を取得している。

特許第６０５３９０７号公報

本件発明者は、冷媒抜取開口から第１ドレン路及び第２ドレン路を介してフロン系冷媒を吸引するだけでは、チラー装置内にフロン系冷媒が残存してしまう可能性があることを知見した。

本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、所望の際にフロン系冷媒をより確実に抜き取ることができるチラー装置を提供することである。

本発明は、冷却水が通流される第１冷媒路と、戻り口から吐出口までフロン系冷媒が通流される第２冷媒路と、前記第１冷媒路の一部と前記第２冷媒路の一部との間で前記冷却水によって前記フロン系冷媒の冷却を可能にする熱交換器と、前記戻り口と前記熱交換器との間の前記第２冷媒路の一部に設けられたタンクと、前記タンクと前記熱交換器との間の前記第２冷媒路の一部に設けられたポンプと、前記熱交換器と前記吐出口との間の前記第２冷媒路の一部に設けられた流量調整バルブと、前記熱交換器と前記流量調整バルブとの間の前記第２冷媒路の一部に設けられた逆止弁と、を備えたチラー装置であって、当該チラー装置の下方部において、主抜取開口、第１補助抜取開口及び第２補助抜取開口が設けられており、前記熱交換器に対して前記吐出口側の前記第２冷媒路の一部と前記主抜取開口とが、第１主ドレン路によって接続されており、前記ポンプが設けられた前記第２冷媒路の前記一部と前記主抜取開口とが、第２主ドレン路によって接続されており、前記逆止弁と前記流量調整バルブとの間の前記第２冷媒路の一部と前記第１補助抜取開口とが、第１補助ドレン路によって接続されており、前記戻り口と前記タンクとの間の前記第２冷媒路の一部と前記第２補助抜取開口とが、第２補助ドレン路によって接続されていることを特徴とするチラー装置である。

本件発明者により開発されたチラー装置によれば、当該チラー装置からフロン系冷媒を抜き取る際に、第１主ドレン路及び第２主ドレン路に加えて、逆止弁と流量調整バルブとの間の第２冷媒路の一部と第１補助抜取開口とを接続する第１補助ドレン路と、戻り口とタンクとの間の第２冷媒路の一部と第２補助抜取開口とを接続する第２補助ドレン路と、を更に利用することができるため、より確実な抜き取りを実現することができる。

通常は、第１主ドレン路には、第１主ドレンバルブが設けられ、第２主ドレン路には、第２主ドレンバルブが設けられ、第１主ドレンバルブ及び第２主ドレンバルブは、主抜取開口からフロン系冷媒を抜き取る際にのみ開放されるようになっている。

また、好ましくは、前記熱交換器と前記逆止弁との間の前記第２冷媒路の一部に、金属フィルタが更に設けられており、当該チラー装置の下方部において、第３補助抜取開口が更に設けられており、前記金属フィルタが設けられた前記第２冷媒路の前記一部と前記第３補助抜取開口とが、第３補助ドレン路によって接続されている。

この場合、当該チラー装置からフロン系冷媒を抜き取る際に、金属フィルタが設けられた第２冷媒路の一部と第３補助抜取開口とを接続する第３補助ドレン路を更に利用することができるため、より一層確実にフロン系冷媒の抜き取りを実現することができる。

その他、前記金属フィルタに対して前記熱交換器側の前記第２冷媒路の一部と前記タンクとが、戻し冷媒路によって接続されており、前記戻し冷媒路の途中に、レリーフバルブが設けられていることが好ましい。

なお、チラー装置の仕様（性能）としては、例えば、フロン系冷媒として「フロリナートＦＣ－３２８３」を用いる場合、設定温度２７℃、制御精度＝設定温度±１．０℃、冷却能力１～４５ｋＷ、最大循環流量９０Ｌ／ｍｉｎ、最大吐出圧力０／３０ＭＰａ、を実現できることが確認されている。

本発明によれば、フロン系冷媒を抜き取る際に、第１主ドレン路及び第２主ドレン路に加えて、逆止弁と流量調整バルブとの間の第２冷媒路の一部と第１補助抜取開口とを接続する第１補助ドレン路と、戻り口とタンクとの間の第２冷媒路の一部と第２補助抜取開口とを接続する第２補助ドレン路と、を更に利用することができるため、より確実な抜き取りを実現することができる。

本発明の一実施形態によるチラー装置の概略系統図である。図１のチラー装置の概略正面図である。図１のチラー装置の概略右側面図である。図１のチラー装置の概略背面図である。図１のチラー装置の概略左側面図である。図１のチラー装置の第２冷媒路の詳細レイアウト図である。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるチラー装置１００の系統図であり、図２乃至図５は、それぞれ、当該チラー装置１００の正面図、右側面図、背面図及び左側面図である。また、図６は、当該チラー装置１００の第２冷媒路の詳細レイアウト図である。

図１に示すように、本実施形態のチラー装置１００は、冷却水が通流される第１冷媒路１０と、戻り口２１から吐出口２９までフロン系冷媒（例えばフロリナートＦＣ－３２８３）が通流される第２冷媒路２０と、第１冷媒路１０の一部と第２冷媒路２０の一部との間で冷却水によってフロン系冷媒の冷却を可能にする熱交換器３０と、を備えている。

戻り口２１と熱交換器３０との間の第２冷媒路２０の一部には、フロン系冷媒が一時的に貯留されるタンク２３が設けられている。また、当該タンク２３と熱交換器３０との間の第２冷媒路２０の一部には、フロン系冷媒に循環力を付勢するポンプ２４が設けられている。ポンプ２４は、公知の態様でインバータ制御されるようになっている。更に、戻り口２１とタンク２３との間の第２冷媒路２０の一部には、通流量制御バルブ２２が設けられている。

一方、熱交換器３０と吐出口２９との間の第２冷媒路２０の一部には、流量調整バルブ２８が設けられており、熱交換器３０と流量調整バルブ２８との間の第２冷媒路２０の一部には、逆止弁２７が設けられている。

本実施形態では、更に、熱交換器３０と逆止弁２７との間の第２冷媒路２０の一部に、金属フィルタ２６が設けられている。

そして、図２乃至図６に示すように、チラー装置１００の下方部において、主抜取開口４０、第１補助抜取開口５０及び第２補助抜取開口６０が設けられている。

そして、熱交換器３０に対して吐出口２９側の第２冷媒路２０の一部と主抜取開口４０とが、第１主ドレン路４１によって接続されており、ポンプ２４が設けられた第２冷媒路２０の前記一部（図６の例では、ポンプ２４の筐体の出口側の底部）と主抜取開口４０とが、第２主ドレン路４２によって接続されている。

第１主ドレン路４１には、第１主ドレンバルブ４３が設けられ、第２主ドレン路４２には、第２主ドレンバルブ４４が設けられ、第１主ドレンバルブ４３及び第２主ドレンバルブ４４は、主抜取開口４０からフロン系冷媒を抜き取る際にのみ開放されるようになっている。第１主ドレンバルブ４３及び第２主ドレンバルブ４４は、それぞれ、例えばボールバルブによって構成され得る。

また、逆止弁２７と流量調整バルブ２８との間の第２冷媒路２０の一部と第１補助抜取開口５０とが、第１補助ドレン路５１によって接続されており、第１補助ドレン路５１は不図示のプラグによってプラグ止めされている。当該プラグは、第１補助ドレン路５１からフロン系冷媒を抜き取る際にのみ開放されるようになっている。

また、戻り口２１と通流量制御バルブ２２との間の第２冷媒路２０の一部と第２補助抜取開口６０とが、第２補助ドレン路６１によって接続されており、第２補助ドレン路６１も不図示のプラグによってプラグ止めされている。当該プラグは、第２補助ドレン路６１からフロン系冷媒を抜き取る際にのみ開放されるようになっている。

更に、本実施形態では、チラー装置１００の下方部において、第３補助抜取開口７０が設けられており、金属フィルタ２６が設けられた第２冷媒路２０の一部（図６の例では、金属フィルタ２６の筐体の底部）と第３補助抜取開口７０とが、第３補助ドレン路７１によって接続されており、第３補助ドレン路７１も不図示のプラグによってプラグ止めされている。当該プラグは、第３補助ドレン路７１からフロン系冷媒を抜き取る際にのみ開放されるようになっている。

その他、本実施形態では、金属フィルタ２６に対して熱交換器３０側の第２冷媒路２０の一部とタンク２４とが、戻し冷媒路８０によって接続されており、戻し冷媒路８０の途中に、レリーフバルブ８１が設けられている。

以上に説明したチラー装置１００は、冷却対象装置のフロン系冷媒路に吐出口２９と戻り口２１とを接続することによって、当該冷却対象装置を冷却することができる。具体的には、所望の低温に制御された状態のフロン系媒体が吐出口２９から吐出される。吐出量は流量制御バルブ２８によって制御される、吐出されたフロン系冷媒は、冷却に利用された後（高温になる）、戻り口２１に戻る。戻り口２１に戻ったフロン系媒体は、熱交換器３０によって第１冷媒路の冷却水と熱交換し、再び所望の低温に制御された状態となる。

次に、以上に説明したチラー装置１００において、フロン系冷媒を抜き取る際の作業手順を説明する。

まず、吸引機能を有する不図示のフロン系冷媒タンクが、主抜取開口４０に接続される。そして、第１主ドレンバルブ４３及び第２主ドレンバルブ４４が手動で開放され、フロン系冷媒タンクの吸引機能を利用して、第１主ドレン路４１及び第２主ドレン路４２を介して、第２冷媒路２０内にあったフロン系冷媒が抜き取られる。所定時間の経過後、第１主ドレンバルブ４３及び第２主ドレンバルブ４４が再び閉塞され、フロン系冷媒が主抜取開口４０から取り外される。

続いて、本実施形態のチラー装置１００においては、フロン系冷媒タンクが第３補助抜取開口７０に接続される。そして、第３補助ドレン路７１をプラグ止めしていた不図示のプラグが手動で取り外され、フロン系冷媒タンクの吸引機能を利用して、第３補助ドレン路７１を介して、金属フィルタ２６の下方の比較的低い位置からフロン系冷媒が抜き取られる（特に図６参照）。所定時間の経過後、第３補助ドレン路７１が再びプラグ止めされ、フロン系冷媒が第３補助抜取開口７０から取り外される。

続いて、本実施形態のチラー装置１００においては、フロン系冷媒タンクが第１補助抜取開口５０に接続される。そして、第１補助ドレン路５１をプラグ止めしていた不図示のプラグが手動で取り外され、フロン系冷媒タンクの吸引機能を利用して、第１補助ドレン路７１を介して、比較的低い位置からフロン系冷媒が抜き取られる（特に図６参照）。所定時間の経過後、第１補助ドレン路５１が再びプラグ止めされ、フロン系冷媒が第１補助抜取開口５０から取り外される。

続いて、本実施形態のチラー装置１００においては、フロン系冷媒タンクが第２補助抜取開口６０に接続される。そして、第２補助ドレン路６１をプラグ止めしていた不図示のプラグが手動で取り外され、フロン系冷媒タンクの吸引機能を利用して、第２補助ドレン路６１を介して、比較的低い位置からフロン系冷媒が抜き取られる（特に図６参照）。所定時間の経過後、第２補助ドレン路６１が再びプラグ止めされ、フロン系冷媒が第２補助抜取開口６０から取り外される。

更に、本実施形態のチラー装置１００においては、フロン系冷媒タンクが再び第３補助抜取開口７０に接続される。そして、第３補助ドレン路７１をプラグ止めしていた不図示のプラグが手動で再び取り外され、フロン系冷媒タンクの吸引機能を利用して、第３補助ドレン路７１を介して、金属フィルタ２６の下方の比較的低い位置からフロン系冷媒が再び抜き取られる。所定時間の経過後、第３補助ドレン路７１が再びプラグ止めされ、フロン系冷媒が第３補助抜取開口７０から取り外される。

その後、本実施形態のチラー装置１００においては、戻り口２１及び吐出口２９の周辺に残留しているフロン系冷媒が除去される。具体的には、例えば戻り口２１及び吐出口２９がカプラの形態で構成されている場合には、受け皿をセットして当該カプラの口を押すことで、当該カプラ周辺に残留していたフロン系冷媒を受け皿上に除去することができる。

以上の各工程を経てフロン系冷媒が除去された第２冷媒路には、例えば窒素が充填される。チラー装置１００は、この状態で、例えば出荷等される。

以上の通り、本実施形態のチラー装置１００によれば、フロン系冷媒を抜き取る際に、第１主ドレン路４１及び第２主ドレン路４２に加えて、逆止弁２７と流量調整バルブ２８との間の第２冷媒路２０の一部と第１補助抜取開口５０とを接続する第１補助ドレン路５１と、戻り口２１とタンク２３との間の第２冷媒路２０の一部と第２補助抜取開口６０とを接続する第２補助ドレン路６１と、を更に利用することができるため、より確実な抜き取りを実現することができる。

更に、本実施形態のチラー装置１００によれば、金属フィルタ２６が設けられた第２冷媒路２０の一部と第３補助抜取開口７０とを接続する第３補助ドレン路７１をも利用することができるため、より一層確実なフロン系冷媒の抜き取りを実現することができる。

なお、補助抜取開口（第１補助抜取開口５０、第２補助抜取開口６０、第３補助抜取開口７０）を介してフロン系冷媒を抜き取る態様の詳細について、本件発明者による知見によれば、前述した順序（第３補助抜取開口７０を利用→第１補助抜取開口５０を利用→第２補助抜取開口６０を利用→第３補助抜取開口７０を再び利用）が好適例ではあるが、順序を入れ替える等の適宜の変更も許容され得る。

１００チラー装置
１０第１冷媒路（冷却水用）
２０第２冷媒路（フロン系冷媒用）
２１戻り口
２２通流量制御バルブ
２３タンク
２４ポンプ
２６金属フィルタ
２７逆止弁
２８流量制御バルブ
２９吐出口
３０熱交換器
４０主抜取開口
４１第１主ドレン路
４２第２主ドレン路
４３第１主ドレンバルブ（ボールバルブ）
４４第１主ドレンバルブ（ボールバルブ）
５０第１補助抜取開口
５１第１補助ドレン路
６０第２補助抜取開口
６１第２補助ドレン路
７０第３補助抜取開口
７１第３補助ドレン路
８０戻し冷媒路
８１レリーフバルブ

Claims

冷却水が通流される第１冷媒路と、
戻り口から吐出口までフロン系冷媒が通流される第２冷媒路と、
前記第１冷媒路の一部と前記第２冷媒路の一部との間で前記冷却水によって前記フロン系冷媒の冷却を可能にする熱交換器と、
前記戻り口と前記熱交換器との間の前記第２冷媒路の一部に設けられたタンクと、
前記タンクと前記熱交換器との間の前記第２冷媒路の一部に設けられたポンプと、
前記熱交換器と前記吐出口との間の前記第２冷媒路の一部に設けられた流量調整バルブと、
前記熱交換器と前記流量調整バルブとの間の前記第２冷媒路の一部に設けられた逆止弁と、
を備えたチラー装置であって、
当該チラー装置の下方部において、主抜取開口、第１補助抜取開口及び第２補助抜取開口が設けられており、
前記熱交換器に対して前記吐出口側の前記第２冷媒路の一部と前記主抜取開口とが、第１主ドレン路によって接続されており、
前記ポンプが設けられた前記第２冷媒路の前記一部と前記主抜取開口とが、第２主ドレン路によって接続されており、
前記逆止弁と前記流量調整バルブとの間の前記第２冷媒路の一部と前記第１補助抜取開口とが、第１補助ドレン路によって接続されており、
前記戻り口と前記タンクとの間の前記第２冷媒路の一部と前記第２補助抜取開口とが、第２補助ドレン路によって接続されている
ことを特徴とするチラー装置。
前記第１主ドレン路の途中に、第１主ドレンバルブが設けられており、
前記第２主ドレン路の途中に、第２主ドレンバルブが設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のチラー装置。
前記熱交換器と前記逆止弁との間の前記第２冷媒路の一部に、金属フィルタが更に設けられており、
当該チラー装置の下方部において、第３補助抜取開口が更に設けられており、
前記金属フィルタが設けられた前記第２冷媒路の前記一部と前記第３補助抜取開口とが、第３補助ドレン路によって接続されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のチラー装置。
前記金属フィルタに対して前記熱交換器側の前記第２冷媒路の一部と前記タンクとが、戻し冷媒路によって接続されており、
前記戻し冷媒路の途中に、レリーフバルブが設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載のチラー装置。