JPH04148168A - 冷凍サイクルの冷媒封入装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、冷凍サイクルの冷媒封入装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、冷媒封入装置によって冷凍サイクル内に冷媒
を充填する場合、規定量充填した後に冷凍サイクルを運
転し、冷凍サイクルの冷媒凝縮器下流にある気液分離器
に設けられたサイトグラスにより冷凍サイクルを流れる
冷媒状態を観察して冷媒充填量が適正状態か否かの点検
を行っているすなわち、冷媒の流れの中に気泡が含まれ
ていないときは、冷媒充填量が適正状態であると判断し
、流れの中に気泡が含まれている（気泡が連続的に通過
する）ときは、冷媒充填量が不足状態であると判断する
ようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、冷凍サイクル内の冷媒には、冷媒圧縮機の摺
動部や可動部を潤滑するための潤滑油が混入されている
。このため、サイトグラスにより冷媒状態を観察すると
きには、冷媒と潤滑油との混合物を観察していることに
なる。

なお、潤滑油のような高分子液と冷媒のような低分子液
の混合物では、第５図のグラフに表すように、低温のみ
ならず高温でも二相分離することが知られている。この
現象は、冷媒として使用されているＲ１３４ａやＲ１２
と潤滑油として使用されているポリグリコールオイルと
の組み合わせでも確認されている。

したがって、サイトグラスにより観察される冷媒状態は
、外気状況によって高温二相分離現象のため白濁して見
えることもある。よって、この白濁を冷媒充填量の不足
状態による気泡と誤認して、冷凍サイクルに冷媒を過充
填してしまうという課題があった。

本発明は、冷凍サイクルへの冷媒充填時に高温二相分離
現象を防止して冷凍サイクルへの冷媒の過充填を防止で
きる冷凍サイクルの冷媒封入装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の冷凍サイクルの冷奴封入装置は、冷媒を圧縮す
る冷媒圧縮機、この冷媒を凝縮させる冷媒凝縮器、冷媒
の充填量を観察するためのサイトグラスを設けた管状部
材、冷媒を減圧する減圧装置、および冷媒を蒸発させる
冷媒蒸発器を環状に連結した冷凍サイクルと、 端部が前記冷媒圧縮機の高圧側、または前記冷媒圧縮機
と前記冷媒凝縮器との間に連結され、前記冷凍サイクル
から冷媒およびこの冷媒内に混入された潤滑油を取り入
れる入口配管と、端部が前記冷媒圧縮機の低圧側、また
は前記冷媒圧縮機と前記減圧装置との間に連結され、前
記冷凍サイクルに冷媒または潤滑油を戻す出口配管と、 前記入口配管に流入した冷媒と潤滑油とを分離して潤滑
油のみ貯溜する冷媒油分離器と、前記冷凍サイクルに充
填する冷媒を貯溜する冷媒容器と、 前記入口配管、前記冷媒油分離器、前記出口配管の順に
連結する第１連通経路、前記冷媒容器、前記出口配管の
順に連結する第２連通経路、ならびに前記冷媒容器、前
記冷媒油分離器、前記出口配管の順に連結する第３連通
経路を有する連通管と、 前記第１連通経路と前記第２連通経路と前記第３連通経
路とを切り換える切換手段と を備えた技術手段を採用した。

［作用］ （第１連通経路に切り換えられているとき）切換手段に
よって連通管が第１連通経路に切り換えられると、入口
配管から冷媒圧縮機の高圧側、または冷媒圧縮機と冷媒
凝縮器との間から冷媒および潤滑油が取り入れられるに
れらの冷媒および潤滑油は、入口配管から冷媒油分離器
内に流入すると、冷媒と潤滑油とが分離され潤滑油のみ
冷媒油分離器内に貯溜される。一方、冷媒は、潤滑油と
分離されると出口配管に流入して、冷媒圧縮機の低圧側
、または冷媒圧縮機と減圧装置との問から冷凍サイクル
に戻される。

（第２連通経路に切り換えられているとき）冷媒油分屋
器内に潤滑油がある程度貯溜されたと判断した際、すな
わち、冷凍サイクル内の潤滑油の循環量がある程度減少
したと判断した際には、切換手段によって連通管を第２
連通経路に切り換える。すると、冷媒容器内から出口配
管を通って冷媒圧縮機の低圧側、または冷媒圧縮機と減
圧装置との間に冷媒のみが封入され、冷凍サイクルへの
冷媒の充填がなされる。

（第３連通経路に切り換えられているとき）管状部材に
設けられたサイトグラスにより冷媒の充填量をＩｌ！察
して、冷媒の充填量が適正状態と判断した際には、切換
手段によって連通管を第３連通経路に切り換える。する
と、冷媒油分離器内に貯溜されていた潤滑油は、出口配
管を通って冷媒圧縮機の低圧側、または冷媒圧縮機と減
圧装置との間に戻され、冷凍サイクル内の潤滑油の循環
量が適正値に戻される。

［発明の効果］ サイトグラスにより冷媒の充填量を観察するときには、
冷凍サイクル内の潤滑油の循環量が非常に少ないので、
潤滑油のような高分子液と冷媒のような低分子液との混
合物の高温二相分離現象の発生が抑制される。この結果
、冷凍サイクル内の冷媒の充填量を見誤ることがなくな
るので、冷凍サイクルへの冷媒の過充填を防止できる。

［実施例］ 本発明の冷凍サイクルの冷媒封入装置を第１図ないし第
５図に示す一実施例に基づき説明する。

第１図および第２図は冷凍サイクルの冷媒封入装置を示
す図である。

冷凍サイクルの冷媒封入装置１は、冷凍サイクル２およ
び冷媒充填装置３を備える。

冷凍サイクル２は、冷媒圧縮機２１、冷媒凝縮器２２、
レシーバ２３、膨脹弁２４、冷媒蒸発器２５、およびこ
れらを冷媒（例えばＲ１３４ａまたはＲ１２等）が循環
するように環状に連結する冷媒配管２６を有する。

冷媒圧縮機２１は、冷媒蒸発器２５がら内部に吸引した
冷媒ガスを圧縮して、高温高圧の冷媒ガスを冷媒凝縮器
２２に吐出する。この冷媒圧縮機２１内の可動部および
摺動部は、冷媒内に混入された潤滑油（例えばポリグリ
コールオイル）によって潤滑されている。また、冷媒圧
縮機２１は、高圧側サービスバルブに入口配管４が着脱
自在に接続され、低圧側サービスバルブに出口配管５が
着脱自在に接続される。

冷媒凝縮器２２は、内部に流入した冷媒ガスを、ファン
２７により吹き付けられる空気と熱交換させることによ
り凝縮させる。

レシーバ２３は、本発明の管状部材であって、内部に流
入した液冷媒を一時的に貯溜して、冷媒蒸発器２５に必
要量の液冷媒のみを供給する。このレシーバ２３の上部
には、冷媒の充填量を観察するためのサイトグラス２８
が設けられている。

膨脹弁２４は、本発明の減圧装置であって、内部を通過
する液冷媒を断熱膨脹させて、冷媒蒸発器２５に霧状冷
媒を供給する。この膨脹弁２４の代わりにキャピラリチ
ューブを用いても良い。

冷媒蒸発器２５は、内部に流入した霧状冷媒を、ファン
２９により吹き付けられる空気と熱交換させることによ
り蒸発させる。

冷媒充填装置３は、第１〜第５連通管３１〜３５、開閉
弁３６、三方弁３７．３８、入口配管４、出口配管５、
冷媒油分離器６および冷媒容器７を備える。

第１連通管３１は、開閉弁３６と冷媒油分離器６とを連
通させるものである。第２連通管３２は、冷媒油分離器
６と三方弁３７とを連通させるものである。

第３連通管３３は、冷媒容器７と三方弁３７とを連通さ
せるものである。第４連通管３４は、三方弁３７と三方
弁３８とを連通させるものである。第５連通管３５は、
冷媒油分離器６と三方弁３８とを連通させるものである
。

開閉弁３６および三方弁３１．３８は、本発明の切換手
段であって、手動操作によって弁体の位置を変化させて
、冷媒充填装置３の連通経路を第１〜第３連通経路８〜
１０に切り換える。

第１連通経路８は、入口配管４→第１連通管３１→冷媒
油分離器６→第２連通管３２→第４連通管３４−出口配
管５の順に連結する経路である。

第２連通経路９は、冷媒容器７→第３連通管３３→第４
連通管３４→出ロ配管５の順に連結する経路である。

第３連通経路１０は、冷媒容器７→第３連通管３３→第
２連通管３２→冷媒油分離器６→第５連通管３５→出口
配管５の順に連結する経路である。

入口配管４は、チャージングホース等の可視性の管状部
材が使用され、一端部が冷媒圧縮機２１の高圧側サービ
スバルブに着脱自在に接続され、他端部が開閉弁３６に
連結されている。

出口配管５は、入口配管４と同様にチャージングホース
等の可視性の管状部材が使用され、一端部が冷媒圧縮機
２１の低圧側サービスバルブに着脱自在に接続され、他
端部が三方弁３８に連結されている。

第３図および第４図は冷媒油分離器６を示す図である。

冷媒油分離器６は、遠心式分離器であって、分離部６１
、およびこの分離部６１の下方に設けられた貯溜部６２
から構成される。

分離部６１は、冷媒ガスと潤滑油とを遠心力により分離
させる部分である。また、分離部６１の側壁は連結具６
３を介して第１連通管３１に連通し、上端部は連結具６
４を介して第２連通管３２に連結されている。

貯溜部６２は、潤滑油を一時的に貯溜する部分であり、
内部にフィルター５が張設されている。また、貯溜部６
２の側壁には、貯溜部６２内の潤滑油量を観察するため
の覗き窓６６が形成されている。さらに、貯溜部６２の
下端部は、連結具６７を介して第５連通管３５に連結さ
れている。

冷媒容器７は、冷凍サイクル２内に充填する充填用の冷
媒を貯溜しているものであり、第３連通管３３に連結さ
れている。

この冷媒充填装置３による冷媒の充填方法を第１図ない
し第５図に基づき説明する。

三方弁３７を切り換えて第２連通管３２と第４連通管３
４とを連通させ、さらに三方弁３８を切り換えて第４連
通管３４と第５連通管３５とを連通さぜる。その後に、
開閉弁３６を開くことによって、真空引きを行い冷媒充
填装置３内の水分を取り除く、充分、真空引きを行った
後に開閉弁３６を閉じる。

まず、入口配管４の一端部を冷媒圧縮機２１の高圧側サ
ービスバルブに接続し、出口配管５の一端部を冷媒圧縮
機２１の低圧側サービスバルブに接続する。

そして、開閉弁３６を開き、さらに三方弁３８を切り換
えて第４連通管３４と出口配管５とを連通させて第１連
通経路８に設定した後に、冷媒圧縮機２１を駆動して冷
凍サイクル２を運転する。

すると、入口配管４、第１連通管３１を通って冷媒油分
離器６の分離部６１内に冷媒ガスおよび潤滑油が流入す
る。分離部６１内に流入した冷媒ガスおよび潤滑油は、
分離部６１の内壁面に沿って回転して遠心力により冷媒
ガスと潤滑油とが分離し、冷媒ガスより比重の重い潤滑
油が下方の貯溜部６２に落下して、冷媒ガスのみ分離部
６１の上方から第２連通管３２に流出する。そして、冷
媒ガスは、第４連通管３４および出口配管５を通って冷
媒圧縮機２１の低圧側サービスバルブから冷凍サイクル
２内に戻される。

そして、使用者が冷媒油分離器６の貯溜部６２の側壁に
形成された除き窓６６から貯溜部６２内の潤滑油量を観
察して、潤滑油量が規定値になるまでこの運転状態を続
ける。

使用者が貯溜部６２内の潤滑油量が規定値となったと判
断した場合には、開閉弁３６を閉じて入口配管４がらの
冷媒ガスの流入を遮断して、さらに三方弁３１を切り換
えて第３連通管３３と第４連通管３４とを連通する。こ
のとき、未だ第４連通管３４と出口配管５とが連通状態
であるので第２連通経路９に切り換えられる。

冷媒容器７内の充填用冷媒は、冷媒容器７内の圧力によ
って、第３連通管３３、第４連通管３４および出口配管
５を通って冷媒圧縮機２１の低圧側サービスバルブから
冷凍サイクル２内に充填される。

そして、使用者がレシーバ２３の上部に設けられたサイ
トグラス２８により冷凍サイクル２内を流れる冷媒状態
を観察して、冷媒充填量が適正状態となるまで、すなわ
ち、気泡が見えなくなるまで冷媒の充填を続ける。

このとき、冷凍サイクル２内を循環する潤滑油の循環率
は、前述したように、冷媒油分離器６の貯溜部６２内に
規定値の潤滑油が貯溜されているのでかなり減少してい
る。この結果、第５図のグラフに表したＡ→Ｂのように
、冷媒ガスと潤滑油との二相分離温度が上昇し、サイト
グラス２８の白濁が回避される。

使用者が冷媒充填量が適正状態になったと判断した場合
には、三方弁３７を切り換えて第２連通管３２と第３連
通管３３とを連通し、さらに三方弁３８を切り換えて第
５連通管３５と出口配管５とを連通させて、第３連通経
路１０に切り換える。

このため、冷媒油分離器６の貯溜部６２内の潤滑油は、
冷媒容器７内の圧力によって、第５遵通管３５および出
口配管５を通って冷媒圧縮機２１の低圧側サービスバル
ブから冷凍サイクル２内に戻される。

そして、使用者が冷媒油分離器６の貯溜部６２の除き窓
６６から貯溜部６２内の潤滑油量を観察して、潤滑油が
なくなるまでこの運転状態を続ける。

使用者が貯溜部６２内の潤滑油がなくなったと判断した
場合には、入口配管４の一端部を冷媒圧縮機２１の高圧
側サービスバルブから取り外し、出口配管５の一端部を
冷媒圧縮機２１の低圧側サービスバルブから取り外すこ
とによって、冷媒の充填作業を終了する。

したがって、本実施例においては、サイトグラス２８に
より冷媒の充填量を観察するときには、冷凍サイクル２
内の潤滑油の循環量がかなり少ないので、潤滑油のよう
な高分子液と冷媒のような低分子液との混合物の高温二
相分離現象によるサイトグラス２８の白濁が防がれる。

よって、冷凍サイクル２内の冷媒の充填量を冷凍サイク
ル２内を流れる冷媒中に気泡が有るか否かにより確実に
判断できるので、冷凍サイクル２内に冷媒を過充填する
ことはなくなる。

（変形例） 本実施例では、入口配管の一端部を冷媒圧縮機の高圧側
サービスバルブに接続したが、入口配管の一端部を冷媒
圧縮機と前記冷媒凝縮器との間の冷媒配管に接続しても
良い。

本実施例では、出口配管の一端部を冷媒圧縮機の低圧側
サービスバルブに接続したが、出口配管の一端部を冷媒
圧縮機と減圧装置との間の冷媒配管または冷媒蒸発器に
接続しても良い。

本実施例では、サイトグラスをレシーバの上部に設けた
が、サイトグラスを冷媒凝縮器と減圧装置との間を連結
する冷媒配管に設けても良い。

三方弁と同一の作用を複数の開閉弁により行っても良い
。

また、切換手段として第１〜第３連通経路を切り換える
電磁式開閉弁または電磁式三方弁等を用いても良い。そ
して、制御回路によって、所定の時間が経過すると順に
第１〜第３連通経路を切り換えるように電磁式開閉弁ま
たは電磁式三方弁等を制御しても良い、また、センサに
よって冷媒油分離器内の潤滑油量を検出して、その潤滑
油量に基づいて順に第１〜第３連通経路を切り換えるよ
うに電磁式開閉弁または電磁式三方弁等を制御しても良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す。 第１図は冷凍サイクルの冷媒封入装置を示す概略図、第
２図は冷媒充填装置を示す概略図、第３図は冷媒油分離
器を示す上面図、第４図は冷媒油分離器を示す断面図、
第５図は温度と冷凍サイクル内の潤滑油の循環率との関
係を表したグラフである。 図中

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１）（ａ）冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、この冷媒を凝
   縮させる冷媒凝縮器、冷媒の充填量を観察するためのサ
   イトグラスを設けた管状部材、冷媒を減圧する減圧装置
   、および冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器を環状に連結した
   冷凍サイクルと、 （ｂ）端部が前記冷媒圧縮機の高圧側、または前記冷媒
   圧縮機と前記冷媒凝縮器との間に連結され、前記冷凍サ
   イクルから冷媒およびこの冷媒内に混入された潤滑油を
   取り入れる入口配管と、 （ｃ）端部が前記冷媒圧縮機の低圧側、または前記冷媒
   圧縮機と前記減圧装置との間に連結され、前記冷凍サイ
   クルに冷媒または潤滑油を戻す出口配管と、 （ｄ）前記入口配管に流入した冷媒と潤滑油とを分離し
   て潤滑油のみ貯溜する冷媒油分離器と、 （ｅ）前記冷凍サイクルに充填する冷媒を貯溜する冷媒
   容器と、 （ｆ）前記入口配管、前記冷媒油分離器、前記出口配管
   の順に連結する第１連通経路、前記冷媒容器、前記出口
   配管の順に連結する第２連通経路、ならびに前記冷媒容
   器、前記冷媒油分離器、前記出口配管の順に連結する第
   ３連通経路を有する連通管と、 （ｇ）前記第１連通経路と前記第２連通経路と前記第３
   連通経路とを切り換える切換手段と を備えた冷凍サイクルの冷媒封入装置。