JPH04103975A

JPH04103975A - 冷媒回収充填装置

Info

Publication number: JPH04103975A
Application number: JP2222251A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sakuma; 勉佐久間
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-04-06
Also published as: DE69102230T2; US5201188A; EP0472854B1; DE69102230D1; EP0472854A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、既設の空調機等の冷凍サイクル装置の冷媒
の回収ならびに充填に用いられる冷媒回収充填装置に関
する。

（従来の技術）従来より、空調機（冷凍サイクル装置）を修理したり、
移設したりするときは、大気中に冷凍サイクル回路内の
冷媒を放出（捨てる）してから、所定の修理作業、移設
作業を行ない、その後、別途、規定量の冷媒を冷媒給排
ポート部がら冷凍サイクル回路に充填することが行われ
ている。また冷媒の自然リークから空調機の能力が低下
したときも、不足した冷媒量が不明なために、同様に冷
凍サイクル回路内の冷媒を大気に放出してから、規定量
の冷媒を冷媒給排ポート部から充填することが行われて
いる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、こうした冷凍サイクル装置の冷媒にはフロン
が広く使用されているが、このフロンは、化学的安定性
が非常に高く、大気中に放出されると成層圏に達して、
オゾン層を破壊すると指摘されている。そこで、フロン
は紫外線の増加を招く、さらには地表の温度が上昇する
温室効果の原因物質となるといわれている。

このため、フロンの大気中の放出を抑制して、冷凍サイ
クル装置の修理、移設等の必要な作業が進められる技術
の要望が出ている。

この発明は、このような事情に着目してなされたもので
、その目的とするところは、冷凍サイクル装置から冷媒
を回収し、同回収した冷媒を規定量に調整して前記冷凍
サイクル装置に戻すことができる冷媒回収充填装置を提
供することにある。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためにこの発明は、既設の冷凍サイ
クル装置の冷媒給排ポート部と着脱自在な接続部と、こ
の接続部に接続されたタンクと、このタンクを含む系を
真空引きにより真空状態にする手段と、前記真空状態を
形成後、前記タンクを含む系と前記接続部とを連通して
前記冷凍サイクル装置の冷媒を前記タンク内に回収させ
る手段と、前記タンクを冷却して前記タンク内に回収し
た冷媒を液化させる手段と、前記タンク内の液化した冷
媒量を測定する手段と、この測定の結果、冷媒量が不足
のとき冷媒を前記タンクに補充して規定量に調整する手
段と、前記規定量に調整後、前記タンクを加熱する手段
と、前記タンクと接続部とを連通して前記加熱により加
圧された前記規定量の冷媒を前記冷凍サイクル装置へ充
填させる手段とを設けて、冷媒回収充填装置を構成する
。

（作　用）この発明の冷媒回収充填装置によると、例えば既設の冷
凍サイクル装置における自然リークによる能力の低下を
直すときは、その冷凍サイクル装置の冷媒給排ポート部
に、例えば、まず、接続部を接続する。その後、真空引
きを行なって、タンクを含む系から空気を抜く。これに
より、同系がら冷媒を損なうおそれのある水分などを除
去する。

このようにしてタンクを含む系を真空状態にする。真空
状態にしたならば、タンクを含む系と接続部とを連通ず
る。すると、タンク内の圧力と既設の冷凍サイクル装置
の飽和蒸気圧との差圧により、同冷凍サイクル装置の冷
媒がタンクに回収される。

ここで、上記タンクは冷却されていて、上記回収した冷
媒はタンクの冷却により液化していく。

これにより、冷凍サイクル装置の冷媒は液化してタンク
内に溜まる。

ついで、このタンク内に回収された液化の冷媒量を測定
する。ここで、冷媒量は不足する測定結果となるので、
タンクにその不足分の冷媒を補充する。これにより、冷
媒量は、既設の冷凍サイクル装置に充填されていた冷媒
をそのまま活用して、冷凍サイクル装置の規定量に調整
される。

調整後、タンクを加熱して、タンク内の圧力を上昇させ
る。ついで、このタンクと前記接続部とを連通させるこ
とにより、タンク内の冷媒は圧力上昇にしたがって前記
冷媒給排ポート部から既設の冷凍サイクル装置に充填さ
れる。

これにより、従来、大気中に捨てられていた既設の冷凍
サイクル装置の冷媒は、回収されて正確な最適冷媒量に
調整された後、再び既設の冷凍サイクル装置に戻ること
になる。

したがって、フロン（冷媒）の大気中の放出を防ぎなが
ら、冷凍サイクル装置の修理、移設等の必要な作業を進
めることができる。

（実施例）以下、この発明を第１図ないし第３図に示す第１の実施
例にもとづいて説明する。第１図中１は冷媒回収充填装
置を示し、１はタンクである。タンク１は、例えば円筒
体１ａの開口端部と蓋体１ｂとをフランジ結合してなる
。このタンク１の周壁の上部には冷媒流入口部２が設け
られ、底壁には冷媒流出口部３が設けられている。

冷媒流入口部２には、電磁弁二方弁で構成された第１開
閉弁４を介して冷媒回収用の管５が接続されている。ま
たこの管５の先端部には電磁二方弁で構成された第２開
閉弁６を介して接続ジヨイント７（接続部に相当）が接
続されている。接続ジヨイント７は、既設の冷凍サイク
ル装置、例えば家庭用の空調機８（室内機８ａと室外機
８ｂとを組合わせてなるもの）の室外機８ｂに予め設け
であるサービスポートと称される冷媒給排ポート部９と
接続自在となっていて、同接続ジヨイント７を通じ、空
調機８の冷凍サイクル回路から冷媒をタンク１内に導く
ことができる構造となっている。

冷媒流出口部３には、電磁三方弁で構成された第３開閉
弁１０が接続されている。そして、この第３開閉弁１０
は、冷媒充填用の管１１を介し、上記第２開閉弁６の接
続ジヨイント７とは反対側の管部分に並列に接続されて
いて、接続ジヨイント７を通じタンク１内の冷媒を冷媒
給排ボート部９に導くことができるようになっている。

また上記管５の中途部分には、電磁二方弁で構成された
第４開閉弁１２を介して真空ポンプ１３が接続されてい
る。これにより、上記第１開閉弁４、第３開閉弁１０、
第４開閉弁１２を「開」、第２開閉弁６を「閉」にした
状態で、真空ポンプ１３を作動して真空引きすることに
より、タンク１を含む一連の流路系（冷媒回収、冷媒充
填）を真空状態にすることができるようになっている。

そして、この真空状態の形成後、真空ポンプ１３を停止
、第３および第４開閉弁１０．１２を「閉」、第２開閉
弁６を「開」にすることにより、差圧で空調機８の冷媒
をタンク１に流入できるようになっている。

さらに管５の中途部分には、電磁二方弁で構成された第
５開閉弁１４を介して冷媒充填ボンベ１５（冷媒が充填
されているボンベ）が接続されていて、管５を通じてタ
ンク１内へ冷媒を補充できる構造となっている。

上記タンク１の内部中央には、蓋体１ｂの中央から内部
に突出する厚肉円筒状の中子１７設けられている。また
この中子１７の中心の空間部には、蓋体１ｂに支持され
た静電容量型の液面センサ２６が上下方向に沿って配置
されている。さらにタンク１の内部には、中子１７の外
周部と円筒体１ａの内周面との間に沿って、コイル状の
蒸発器１８が配設されている。そして、この蒸発器１８
は、タンク外に設置した圧縮機１９、凝縮器２０、膨張
弁２１（減圧装置）が順に接続され、タンク１を冷却す
る冷凍サイクル２２を構成している。

この冷凍サイクル２２の作動により、タンク１内の圧力
を低下させると同時にタンク内１に流入する冷媒を液化
できるようになっている。

また、２４は制御部である。制御部２４には、上記液面
センサ２６から出力されるタンク１内の液化冷媒の液面
変位量を冷媒重量に変換するための変換器２７と、同変
換器２７に接続され冷媒重量を温度補正（温度によって
冷媒の比重が異なるため）するための補正回路２８とが
内蔵されている。また補正回路２８は、タンク１の底壁
に設けた冷媒温度検知用の温度センサ２９が接続されて
いて、液化冷媒の温度を補正回路２８に入力できるよう
になっている。さらに補正回路２８には例えば冷媒重量
をデジタル表示する表示器３０が接続されていて、温度
補正した冷媒重量を表示できるようになっている。つま
り、タンク１内に回収された冷媒量を測定できるように
なっている。そして、この測定値と例えば空調機８の銘
板、マニュアル（図示しない）に記載されている最適冷
媒ｍ（規定りとを比べることにより、回収された冷媒が
不足しているか否かが判り、さらに表示を見ながら上記
冷媒充填ボンベ１５からタンク１内へ最適冷媒量となる
ように冷媒を補充することにより、空調機８に合った最
適冷媒量に調整することができるようになっている。

また、上記タンク１の外周面には、電気ヒータ２３が設
けられている。この電気ヒータ２３により、タンク１を
加熱することができるようになっている。そして、冷媒
量調整後、電気ヒータ２３を通電すると共に第３開閉弁
１０を「開」にすることにより、加熱で加圧される最適
冷媒量の冷媒を、開状態の第２開閉弁６を通じて、冷媒
給排ボート部９から空調機８の冷凍サイクル回路に充填
できるようになっている。

なお、上記制御部２４には、操作部３１から入力される
各種操作情報にしたがって、冷媒回収充填装置の各種機
器を０Ｎ１０ＦＦ制御、開閉制御するコントローラ３２
を内蔵しである。

もぎに、このように構成された冷媒回収充填装置の作用
について、第２図に示すフローチャートにもとづいて説
明する。

例えば既設の空調機８の自然リークによる空調能力の低
下を直すときは、まず、例えば室外機８ｂに有る冷媒給
排ボート部９に、接続ジヨイント７を接続する。

その後、操作部３１を操作して、第１開閉弁４゜第３開
閉弁１０および第４開閉弁１２を「開」にし、第２開閉
弁６および第５開閉弁１４を「閉」にする。

その後、真空ポンプ１３を運転させる。すると、管５．
タンク１および管１１で形成される閉ループ内から空気
が吸引される。この真空引きにより、タンク１を含む一
連の流路系（冷媒回収、冷媒充填）から、冷媒を損なう
おそれのある水分などが除去される。

この真空引きを、例えば閉ループを真空にするに必要な
時間、継続する。これにより、タンク１を含む一連の流
路系（冷媒回収、冷媒充填）は真空状態となる。そして
、所定時間経過したならば、第３開閉弁１０と第４開閉
弁１２を「閉」にし、真空ポンプ１３の運転を停止させ
る。

ついで、圧縮機１９を起動して、冷凍サイクル２２を運
転させる。これにより、圧縮機１９から吐出する冷媒が
凝縮器２０．膨張弁２１．蒸発器１８を順に流通する冷
却サイクルが構成され、タンク１を冷却していく。その
後、第２開閉弁６を「開」にする。

すると、空調機８の冷凍サイクル回路に充填されていた
冷媒は、飽和蒸気圧との圧力差によって、冷媒給排ボー
ト部９、接続ジヨイント７、管５、第１開閉弁４を通り
冷媒流入口部２から圧力の低いタンク１内に流れ込んで
いく。

このとき、タンク１内の当初の温度と圧力は−が、タン
ク１は冷却されているために、タンク１内の温度と圧力
は徐々に低下する。すると、回収された冷媒は凝縮して
液化し、タンク１内に蓄積していく。この冷却により、
空調機８の冷媒はタンク１に回収される。

すなわち、例えば冷媒にｒＲ−２２Ｊを使用した場合、
冷媒温度を「−３０℃」まで低下させると、タンク１内
の圧力はその温度のときの飽和蒸気圧「約０　、　７　
ｋｇ　／　ｄ　Ｇ　Ｊになるので、空調機８の冷凍サイ
クル回路に充填されていた冷媒は当該冷凍サイクル回路
内の圧力が飽和蒸気圧になるまで回収することになる。

このようにしてタンク１内に蓄積される液冷媒の液位は
、液面センサ２６で検出される。ここで、第３図に示さ
れるように液位と冷媒重量とは所定の比例関係を有して
いるから、液位を冷媒重量に変換する処理によって冷媒
量が測定される。この測定値、すなわち回収した冷媒量
が重量表示で表示器３０に表示される。

ここで、空調機８は自然リークが発生しているのだから
、表示は空調機８の最適冷媒量より少ない値を示す。す
なわち、１馬力クラスの室外機８の最適冷媒量はｒ９０
０ｇ程度」であり、回収した冷媒量がｒ５００　ｇＪで
あるとすると、ｒ４００ｇＪの冷媒量が不足していたこ
とになる。

なお、最適冷媒量は、正確にはタンク１側と空調機８と
における未回収のガス状冷媒を差引いた値である。この
点を考慮すれば、つぎのようになる。

すなわち、タンク１側における未回収のガス状冷媒は、
タンク１の内容積から液冷媒量を差引いた分が、これに
相当する。仮にこれをｒＯ，００１４ｍ’　Ｊとすれば
、タンク１の内圧がｒ　０　、　７　ｋｇ　／　ｃｄ　
Ｇ　Ｊのときの比容積はｒＯ，１３３ｍ’　／ｋｇＪだ
から、冷媒量ｉ　ハ「約１０ｇ」となる。また室外機８
では、全容積中、ガス状冷媒が占める割合が、これに相
当する。

仮にこれを「約０．００３４ｍ’　Ｊ　　（１馬力クラ
ス）とし、比容積をｒｃｌ、１６８ｍ’Ｊ　　（例えば
夏季において、ガス状冷媒の温度が２５℃の場合）とし
た場合、冷媒型゛量は「約２０ｇ」となる。つまり、最
適冷媒量は上記ｒ９００ｇＪからｒ３０ｇＪを差引いた
ｒ８７０ｇＪとなる。

その後、第５開閉弁１４を「開」にして、冷媒充填ボン
ベ１５からタンク１へ冷媒を補充していく。すると、タ
ンク１内の液面は補充されるにしたがって上昇していく
。

ここで、中子１７は予めｒ６００ｇＪ以上の領域で、単
位冷媒量に対する液面変位量が増大する位置に設けられ
ていて、第３図に示されるように液面が中子１７の下面
に達するｒ６００　ｇＪを境に、それ以上はｒ　２５　
ｇ　／　０１１１　Ｊ　　それ以下はｒｌｏｏｇ／ｃ＋
ｎＪにしである。すなわち、表示器３０はｒ６００ｇＪ
を越えた部位から、高い精度で冷媒量が表示される。

そして、この表示された冷媒量を見ながら、最適冷媒ｉ
（８７０ｇ）となる値まで、冷媒充填ボンベ１５から冷
媒を補充する。つまり、必要な冷媒量が高精度で補充さ
れる。

このことは、既設の空調機８の冷媒をそのまま活用して
、再び空調機８で定められている規定量に調整される。

そして、冷媒の調整を終えたら、第５開閉弁１４を「閉
」に、冷凍サイクル２２の運転を停止する。

その後、第３開閉弁１０を「開」にするとともに、電気
ヒータ２３を作動させる。すると、タンク１が加熱され
、内部が加圧されていく。これにより、タンク１内の冷
媒はタンク内圧の上昇に伴い、開放している第３開閉弁
１０、同じく第２開閉弁６、接続ジヨイント７を通って
冷媒給排ボート部９がら空調機８の冷凍サイクル回路に
充填されていき、空調機８の空調能力を回復（冷媒補充
）していく。

かくして、修理、移設等の際において、従来、大気中に
捨てられていた既設の空調機８の冷媒は、回収されて正
確な最適冷媒量に調整された後、再び空調機８に戻るこ
とになる。

したがって、フロン（冷媒）の大気中の放出を防ぎつつ
、空調機８といった冷凍サイクル装置の修理、移設等の
必要な作業を進めることができる。

なお、冷媒を充填する際、空調機８を作動させれば、空
調機８の圧縮機（図示しない）で吸込む分、充填に費や
す時間が短くてすむ。

また、第４図はこの発明の第２の実施例を示す。

第２の実施例は、タンク１を、冷媒回収用タンク４１と
、これに第６開閉弁４３（電磁二方弁よりなる）を介し
て直列につながる冷媒計量用タンク４２との２つに分割
したもので、冷媒回収用タンク４１において回収までの
工程を行ない、冷媒計量用タンク４２においてそれ以降
、冷媒量の測定、調整、充填までの工程を行なうように
している。

すなわち、第２の実施例は、冷媒回収用タンク４１にお
いて、既設の空調機８（冷凍サイクル装置）から冷媒を
差圧により回収し、同タンク４１において冷凍サイクル
２２による冷却で回収した冷媒を液化して蓄積するよう
にする。そして、再び冷媒を空調機８に戻す際、冷媒回
収用タンク４１から液冷媒を冷媒計量用タンク４２に移
し、同タンク４２において冷媒計量用タンク４２内の液
冷媒の量を測定する。そして、不足しているときは冷媒
充填ボンベ１５から冷媒を補充して規定量に調整し、そ
の後、電気ヒータ２３の加熱で冷媒計量用タンク４２の
冷媒を空調機８に戻すようにしている。なお、第２の実
施例では制御系は示されていないが、制御系は第１の実
施例の制御系と同じなので、ここでは省略している。

また第２の実施例では、熱交換効率を高めるために、冷
媒回収用タンク４１に中空円筒状のタンクを採用し、こ
のタンク内にコイル状の蒸発器１８を配設する構造を用
いて、回収した冷媒と蒸発器１８との接触面積を多くし
ている。

但し、第２の実施例において、第１の実施例と同一構成
部分には同一符号を付して、その説明を省略した。

なお、こめ発明を上述の実施例では空調機を例に挙げて
説明したが、空調機に関わらず、冷蔵庫、冷凍機等の冷
凍サイクル装置における冷媒の回収。

充填に使用してもよいことはいうまでもない。

また上述した実施例は回収用の管と、充填用の管との２
つを用いたが、１つの管で双方の機能（回収、充填）“
を兼用させるようにしてもよい。

［発明の効果〕以上説明したようにこの発明によれば、冷凍サイクル装
置の修理、移設等の際において、大気中に捨てていた既
設の冷凍サイクル装置の冷媒は、回収されて規定量に調
整された後、再び既設の冷凍サイクル装置に戻すことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の冷媒回収充填装置の
構成を示す図、第２図は空調機の冷媒を回収して規定量
に調整した後、再び空調機に戻すまでの工程を順に示す
フローチャート、第３図はタンク内における液冷媒の液
面変位と液冷媒の重量との関係を示す図、第４図はこの
発明の第２の実施例の冷媒回収充填装置の構成を示す図
である。１・・・タンク、４・・・第１開閉弁、５・・・管、６
・・・第２開閉弁、７・・・接続ジヨイント（接続部）
８・・・空調機（既設の冷凍サイクル装置）、９・・・
冷媒給排ポート部、１０・・・第３開閉弁、１１・・・
管、１２・・・第４開閉弁、１３・・・真空ポンプ、１
４・・・第５開閉弁、１５・・・冷媒充填ボンベ、２２
・・・冷凍サイクル、２３・・・電気ヒータ、２４・・
・制御部、２６・・・液面センサ、２７・・・変換器、
２８・・・補正回路、２９・・・温度センサ、３０・・
・表示器、３１・・・操作部、３２・・・コントローラ
。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

　既設の冷凍サイクル装置の冷媒給排ポート部と着脱自
在な接続部と、この接続部に接続されたタンクと、この
タンクを含む系を真空引きにより真空状態にする手段と
、前記真空状態を形成後、前記タンクを含む系と前記接
続部とを連通して前記冷凍サイクル装置の冷媒を前記タ
ンク内に回収させる手段と、前記タンクを冷却して前記
タンク内に回収した冷媒を液化させる手段と、前記タン
ク内の液化した冷媒量を測定する手段と、この測定の結
果、冷媒量が不足のとき冷媒を前記タンクに補充して規
定量に調整する手段と、前記規定量に調整後、前記タン
クを加熱する手段と、前記タンクと前記接続部とを連通
して前記加熱により加圧された前記規定量の冷媒を前記
冷凍サイクル装置へ充填させる手段とを具備したことを
特徴とする冷媒回収充填装置。