JPH09138014A - 空調機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エステル系の潤滑油では、現場での冷媒配管
工事などによる水分の混入により加水分解で酸を生じ金
属表面との反応によりスラッジを析出して冷凍サイクル
に悪影響を与える。従って、冷媒中や潤滑油中の水分を
より早く取り除くための水分吸着剤や酸補足剤などを組
み合わせたドライヤが必要となる。 【解決手段】 圧縮機２、油分離器３、四方弁４、室外
熱交換器５、受液器７、膨張弁４等を有し、それぞれを
冷媒配管２０で接続した冷凍サイクルの室外機１と、室
内熱交換器１８、１９を接続した空調機に、塩素を含ま
ない非共沸混合冷媒と、冷媒と相溶性を有するエステル
系の潤滑油を封入し、冷凍サイクルの吸入管部にドライ
ヤ１０を設け、その上流部に油分離器３の戻し管を接続
する事で、冷媒はもとより潤滑油もドライヤ１０中の水
分吸着剤を通過させることができるため、冷媒中の水分
および潤滑油中の水分も速やかに吸着できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塩素を含まない非
共沸混合冷媒と、前記冷媒と相溶性を有するエステル系
の潤滑油を封入した空調機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空調機では、冷媒にＲ２２が使用
され圧縮機の潤滑油には鉱油が使用されている。この場
合、通常一般的な冷媒配管工事などによる不純物の混入
（特に水分など）による不都合はほとんどなくドライヤ
は必要とされていない。また一部低温用の冷凍機などで
は、混入した水分による膨張弁の氷結が発生するためド
ライヤが使用されている。ドライヤは、モレキュラシー
ブ等の水分吸着剤と水分吸着剤を保持するためのフィル
ターで構成されており振動などで粉砕しないよう一定の
力（バネ等）で押さえつけている。また潤滑油中に含ま
れる水分は、冷媒を介して間接的に取り除いている。

【０００３】最近では、オゾン層の破壊問題により空調
用のＨＣＦＣ系冷媒であるＲ２２も削減、全廃されるこ
とが決定されており代替冷媒候補が決まりつつある。空
調用の代替冷媒は、塩素を含まない非共沸混合冷媒と、
圧縮機の潤滑油は、前記冷媒と相溶性を有するエステル
系の潤滑油が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エステル系の潤滑油で
は、現場での冷媒配管工事などによる水分の混入により
加水分解で酸を生じ金属表面との反応によりスラッジを
析出して冷凍サイクルに悪影響（圧縮機摺動部の磨耗促
進、毛細管の閉塞等）を与える。従って、従来ほとんど
必要でなかった空調機へも、冷媒中や潤滑油中の水分を
より早く取り除くための水分吸着剤や酸補足剤などを組
み合わせたドライヤが必要となる。空調機は、家庭用の
ルームエアコンから業務用の空調機まで大きな能力範囲
のものがあり、それぞれに対応した多くの種類のドライ
ヤが必要となる。また冷凍サイクル中に設けるドライヤ
は、圧縮機の振動や冷房と暖房で冷媒流れの逆転による
水分吸着剤の磨耗防止を考慮した設計や冷媒管にドライ
ヤを設けると圧力損失が大きくなるため圧力損失を考慮
した設計を行う必要がある。

【０００５】本発明は、かかる空調機への要望を満たす
ためのものであり、簡単な構成で、空調機の能力にあっ
たドライヤを作ることができ、また油分離器で分離され
た潤滑油の戻り口を、吸入管に設けたドライヤより上流
にすることで潤滑油に含まれる水分もドライヤに素早く
吸着させることができる空調機を提供することを目的と
するものである。

【０００６】また冷凍サイクル中の吸入管にドライヤを
組み込むことで冷媒流れは冷房・暖房に影響されず一方
向の流れとなりドライヤの構成が簡素化される構成の空
調機を提供することを目的とするものである。

【０００７】また断面が急拡大されるアキュムレータ内
にドライヤを設けることで、冷媒ガス流速が低下するた
めほとんど圧力損失なく運転できる空調機を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる空調機
は、圧縮機、油分離器、四方弁、室外熱交換器、受液
器、膨張弁、サービスバルブを主な構成要素とし、それ
ぞれの構成要素を冷媒配管で接続した冷凍サイクルの室
外機と、膨張機構を内蔵した室内熱交換器を少なくとも
１台接続した空調機に、塩素を含まない非共沸混合冷媒
と、前記冷媒と相溶性を有するエステル系の潤滑油を封
入し、前記圧縮機の吸入管に水分吸着剤を内封しフィル
ター（焼結金属）を内蔵したドライヤを設け、前記圧縮
機の吐出管に設けた油分離器で分離された油の戻し管
を、前記圧縮機の吸入管に設けたドライヤより上流部に
接続したことを特徴とするものである。さらに本発明に
かかる空調機は、圧縮機、油分離器、四方弁、室外熱交
換器、受液器、膨張弁、サービスバルブを主な構成要素
とし、それぞれの構成要素を冷媒配管で接続した冷凍サ
イクルの室外機と、膨張機構を内蔵した室内熱交換器を
少なくとも１台接続した空調機に、塩素を含まない非共
沸混合冷媒と、前記冷媒と相溶性を有するエステル系の
潤滑油を封入し、前記圧縮機の吸入管へ、金属管に水分
吸着剤を内封し、前記水分吸着剤の両側にフィルターを
設け、片側のフィルターは前記金属管に固定され、他方
のフィルターは金属管に固定された弾性体でフィルター
を介して前記乾燥剤を押さえた構成のドライヤを、弾性
体側から冷媒が流れ込むように設けたことを特徴とする
ものである。さらに本発明にかかる空調機は、圧縮機、
油分離器、四方弁、室外熱交換器、受液器、膨張弁、サ
ービスバルブを主な構成要素とし、それぞれの構成要素
を冷媒配管で接続した冷凍サイクルの室外機と、膨張機
構を内蔵した室内熱交換器を少なくとも１台接続した空
調機に、塩素を含まない非共沸混合冷媒と、前記冷媒と
相溶性を有するエステル系の潤滑油を封入し、前記圧縮
機の吸入側に設けたアキュムレータ内に水分吸着剤を内
封したドライヤを設け、前記圧縮機の吐出管に設けた油
分離器で分離された油の戻し管を前記圧縮機の吸入管に
設けたアキュムレータより上流部に接続し、前記アキュ
ムレータ内のドライヤは、パンチングメタルで加工され
た容器に水分吸着剤を内封し、前記アキュムレータ内Ｕ
字型出口管に保持させ、冷媒入口側の冷媒配管をドライ
ヤ方向に向けたことを特徴としたものである。

【０００９】かかる空調機において、冷房では圧縮機か
ら吐出された冷媒ガスが油分離器を通り冷媒と潤滑油が
分離される。冷媒は、室外熱交換器で凝縮液化され室外
機の膨張弁を通過し膨張機構を内蔵した室内熱交換器で
蒸発し四方弁を介し圧縮機の吸入に戻る。その吸入管に
ドライヤを設け、さらにそのドライヤより上流側、即ち
四方弁とドライヤの間に油分離器で分離した潤滑油を戻
す管を接続することで潤滑油もドライヤを通過させるこ
とが可能となる。それにより、冷媒中の水分はもとより
潤滑油中の水分まで速やかにドライヤ内の水分吸着剤に
吸着させることができる。同時に潤滑油中の不純物も取
り除くことができ、加水分解を最小限に押さえることが
可能となる。また、吸入管に設けたドライヤは、冷媒流
れ方向が冷房・暖房によらず一方向となり、冷媒は、ド
ライヤの弾性体側から流入し上流側のフィルターたとえ
ば焼結金属等で不純物（ゴミ、潤滑油が溶解したコンタ
ミネーション等）を濾過し、水分吸着剤で冷媒および潤
滑油中から水分を取り除く。下流側のフィルターでは、
水分吸着剤からでる粉体を濾過する。冷媒の流れは弾性
体側からのみであることや、水分吸着剤を弾性体（バネ
等）により保持していることで水分吸着剤の振動による
粉末化は最小限に押さえられる。また、冷凍サイクル中
のアキュムレータ内にパンチングメタルで加工された容
器に水分吸着剤を内封し、アキュムレータ内Ｕ字型出口
管に保持させている。それにより圧縮機側に戻ってきた
冷媒は、アキュムレータの上部から中に流入し、直接圧
縮機へ液冷媒や潤滑油が吸入されないようにし、そのア
キュムレータ内にドライヤを設けているため冷凍サイク
ルに対して圧力損失なく冷媒・潤滑油中の水分を吸着す
ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例につ
いて図面を参照して説明する。

【００１１】図１は、本発明である空調機の第一の実施
の形態例であり、冷凍サイクル図を示している。図１に
おいて、１は室外機で、２は圧縮機、３は油分離器、４
は四方弁、５は室外熱交換器、６は室外の膨張弁、７は
受液器、８、９はサービスバルブ、１０はドライヤ、１
１はアキュムレータ、１２は潤滑油戻し管でありそれぞ
れを冷媒配管１３で接続し、室外機１を構成している。
１４、１５は室内機、１６、１７は室内機１４、１５内
に設けられた膨張弁、１８、１９は室内熱交換器であ
る。室外機１と室内機１４、１５を冷媒配管２０で接続
し空調機２１を構成している。

【００１２】ここで圧縮機２が運転されると、圧縮され
た冷媒ガスと圧縮機２内の潤滑油が混合されて吐出さ
れ、油分離器３で冷媒ガスと潤滑油が分離される。分離
された冷媒ガスは、四方弁４を通り室外熱交換器５で凝
縮液化し、全開された膨張弁６から受液器７、サービス
バルブ８へ冷媒配管１３を通り流れる。サービスバルブ
８を通過した冷媒は、冷媒配管２０から室内機１４、１
５へ流れ、膨張弁１６、１７で減圧され室内熱交換器１
８、１９内で蒸発し室内を冷房する。蒸発した冷媒ガス
は、冷媒配管２０からサービスバルブ９、四方弁４を通
り冷媒配管１３からドライヤ１０を介しアキュムレータ
１１から圧縮機２へ吸入される。一方油分離器３で分離
された潤滑油は潤滑油戻し管１２によりドライヤ１０の
上流側の冷媒配管１３に戻され冷媒ガスと混合されドラ
イヤ１０を通過する。ドライヤ１０を通過することで冷
媒中の水分、潤滑油中の水分共にドライヤ１０中の水分
吸着剤に吸着される。

【００１３】また暖房運転では、四方弁４を切り換え
る。圧縮機２から吐出された冷媒ガスと潤滑油は油分離
器３で分離され、冷媒ガスはサービスバルブ９を通り室
内熱交換器１８、１９内で凝縮液化し室内を暖房する。
液化冷媒は、ほぼ全開された膨張弁１６、１７を通り冷
媒管２０からサービスバルブ８を介し受液器７、膨張弁
６で膨張し室外熱交換器５で蒸発する。蒸発した冷媒ガ
スは、四方弁４を通り冷媒配管１３からドライヤ１０を
介しアキュムレータ１１から圧縮機２へ吸入される。一
方、油分離器３で分離された潤滑油は潤滑油戻し管１２
によりドライヤ１０の上流側の冷媒配管１３に戻され冷
媒ガスと混合されドライヤ１０を通過する。ここでの冷
媒は、Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの混合冷媒であ
り、圧縮機２の潤滑油はエステル系の油を用いている。

【００１４】かかる空調機２１において、冷媒配管２０
即ち室外機１と室内機１４、１５を接続する冷媒配管２
０は、空調機２１の設置場所にて工事され、冷媒配管２
０内を真空引きし、場合によっては追加の冷媒を充填す
ることもある。工場で作られる製品は十分な管理下のも
とで製造されるが、現場工事では冷媒配管２０内部に水
分などの不純物が混入する可能性が高くなる。それによ
り潤滑油であるエステル系のオイルが加水分解され酸が
発生し金属表面と反応し不純物を析出し圧縮機２の摺動
部の磨耗、弁、キャピラリの閉塞などの原因となる。ま
た加水分解反応は、温度が高ほど促進されるため温度の
高くなる圧縮機２内での水分管理が加水分解防止の上で
効果的である。そこで上述したようにドライヤ１０を吸
入側に設け、油分離器３の分離された潤滑油の戻し管１
２をドライヤ１０の上流側に設けることで、加水分解の
もととなる水分即ち、室内側から戻ってくる冷媒に含ま
れる水分と油分離器３で分離された潤滑油中の水分を効
率よく吸着することが可能となる。

【００１５】次に本発明の第二の実施の形態例について
図面を参照しながら説明する。本ドライヤ１０を用いる
空調機についての説明は第一の実施の形態例と同一であ
り詳細な説明は省略する。図２は、本発明である空調機
の第二の実施の形態例であるドライヤ１０の構成を示す
断面図である。２５は金属管、２６は水分吸着剤、２
７、２８は焼結金属のフィルター、２９、３０は不織繊
維、３１はバネ、３２はバネ押さえでドライヤ１０を構
成している。

【００１６】ここで圧縮機２が運転されると、第一の実
施の形態例のごとく冷媒および冷媒と同様に吐出され分
離された潤滑油はドライヤ１０に流入する。流入した冷
媒は流れ方向にバネ３１で押さえつけられているフィル
ター（焼結金属）２７を通過し、ゴミ、不純物（コンタ
ミ）などを濾過し水分吸着剤２６を通過することで冷媒
中の水分、潤滑油中の水分が吸着される。また一部水分
吸着剤２６自身の粉末が圧縮機２の運転による振動など
で発生した場合もフィルター２８等で濾過できる。水分
吸着剤２６は、フィルター２７を介し、バネ３１により
一定の力で押さえられており冷媒液の流れあるいは振動
などにより水分吸着剤２６が動かないようになってい
る。不織繊維２９、３０は、フィルター２７、２８に直
接水分吸着剤２６が接触し磨耗する事を防止する目的で
設けている。暖房運転でも、吸入側にドライヤ１０を設
けているため冷媒の流れは冷房と同一であり両流れに対
する水分吸着剤２６の磨耗防止を考慮する必要がない。
ここでも冷媒は、Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの混合
冷媒であり、圧縮機２の潤滑油はエステル系の油を用い
ている。

【００１７】次に本発明の第三の実施の形態例について
図面を参照しながら説明する。図３は本発明の第３の実
施の形態例である空調機の冷凍サイクル図を示してい
る。なお、第一の実施の形態例と同一の構成について
は、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図４は
第三の実施の形態例であるアキュムレータ１１の断面図
を示している。構成は、アキュムレータ１１内のＵ字管
４８にパンチングメタルで加工された容器４１を固定
し、容器４１内に不織繊維４２、４３で挟まれた水分吸
着剤４４を設けたドライヤ１０とし、さらに押さえ金具
４５を介してバネ４６で水分吸着剤４４を押さえつけて
いる。押さえつける強度はアキュムレータ１１製造時に
４７の止めリングの位置により調整可能な構成としてい
る。また容器４１は水分吸着剤４４の粒度より目の小さ
い孔径を持ったパンチングメタルで構成する。

【００１８】次に本形態例の動作について説明する。図
１と図３での構成の違いは、ドライヤ１０をアキュムレ
ータ１１内に設けたところである。冷媒の流れは、図１
で説明したように流れ、アキュムレータ１１内へは、冷
媒配管１３から流れ込みアキュムレータ１１内へ充満す
る。このときの冷媒の状態は、ほとんどの冷房の場合、
過熱の取れた冷媒ガスであり、暖房時は湿り状態（２
相）の冷媒となる。同時に流れている潤滑油はミスト
（霧）状態になっている。アキュムレータ１１内の冷媒
とオイルミストは、パンチングメタルでできた容器４１
内の水分吸着剤４４に接触することで水分が吸着されＵ
字管４８を通り圧縮機２へ吸入される。潤滑油のミスト
はアキュムレータ１１内の底に溜まりオイル戻し穴４９
から圧縮機２へ戻る。不織繊維４２、４３は、押さえ金
具４５と、容器４１の底面に直接水分吸着剤４４が接触
し磨耗の発生を防止する目的で設けられている。水分吸
着剤４４の量は、空調機２１の能力なり、冷媒の充填量
あるいは冷媒配管２０の容積などにより決められる。そ
れにより水分吸着剤４４が増減してもＵ字管４８に止め
リング４７を圧入する深さによりバネ４６の強度を調整
することが可能であり、水分吸着剤４４の量に応じた強
度を同じ構成部品で調整することが可能である。また吸
入側の冷媒配管１３にドライヤ１０を設けた場合に比べ
て冷媒の圧力損失を防止することが可能であるなど優れ
た効果がある。また、冷媒配管１３をドライヤ１０に向
けることでアキュムレータ１１内に戻る冷媒ガス及びそ
れに含まれる潤滑油を直接ドライヤ１１に吹きかけるこ
とにより水分吸着効果を向上させることが可能となる。
尚、実施の形態例中の混合冷媒は、３成分（Ｒ３２、Ｒ
１２５、Ｒ１３４ａ）としているが、２成分（Ｒ３２、
Ｒ１３４ａ）、および（Ｒ３２、Ｒ１２５）等エステル
油を用いた冷凍サイクルでも同様の効果が期待できる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、塩素を含まない非共沸混合冷媒と、冷媒と相
溶性を有するエステル系の潤滑油を封入し、冷凍サイク
ルの吸入管部にドライヤを設け、その上流部に油分離器
の戻し管を接続する事で、冷媒はもとより潤滑油もドラ
イヤ中の水分吸着剤を通過させることができるため、冷
媒中の水分および潤滑油中の水分も速やかに吸着でき、
加水分解を最小限に押さえることが可能となる。

【００２０】またドライヤを吸入側に設けることにより
冷房・暖房いずれにおいても冷媒流れ方向が同一であり
水分吸着剤の保持は片側のバネのみで押さえるだけで水
分吸着剤の磨耗が防止できる。

【００２１】また水分吸着剤を内蔵したドライヤをアキ
ュムレータ内に設けることにより吸入側の圧力損失を防
止することが可能であり、冷媒ガスを直接ドライヤに吹
きかけることで冷媒中の水分及び潤滑油中の水分を速や
かに吸着可能である。

【００２２】さらにシステム容量に対応して水分吸着剤
が増減しても止めリングの圧入深さを調整することで水
分吸着剤への押しつけ強度を調整できるなどの優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる空調機の第一の実施の形態例で
ある冷凍サイクル図。

【図２】本発明にかかる空調機の第二の実施の形態例で
あるドライヤ断面図。

【図３】本発明にかかる空調機の実施の形態例である冷
凍サイクル図。

【図４】本発明にかかる空調機の第三の実施の形態例で
あるアキュムレータ断面図。

【符号の説明】

１ 室外機 ２ 圧縮機 １０ ドライヤ １１ アキュムレータ １３ 冷媒配管 １４、１５ 室内機 ２１ 空調機 ２５ 金属管 ２６、４４ 水分吸着剤 ２７、２８ フィルター ３１、４６ バネ ４１ 容器 ４７ 止めリング ４８ Ｕ字管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船倉 正三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉田 雄二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、油分離器、四方弁、室外熱交換
   器、受液器、膨張弁、サービスバルブを少なくとも有
   し、それぞれを冷媒配管で接続した冷凍サイクルの室外
   機と、膨張機構を内蔵した室内熱交換器を少なくとも１
   台接続した空調機に、塩素を含まない非共沸混合冷媒
   と、前記冷媒と相溶性を有するエステル系の潤滑油を封
   入し、前記圧縮機の吸入管に、水分吸着剤を内封しフィ
   ルターを内蔵したドライヤを設け、前記圧縮機の吐出管
   に設けた油分離器で分離された油の戻し管を、前記圧縮
   機の吸入管に設けたドライヤより上流部に接続したこと
   を特徴とする空調機。
2. 【請求項２】 圧縮機、油分離器、四方弁、室外熱交換
   器、受液器、膨張弁、サービスバルブを少なくとも有
   し、それぞれを冷媒配管で接続した冷凍サイクルの室外
   機と、膨張機構を内蔵した室内熱交換器を少なくとも１
   台接続した空調機に、塩素を含まない非共沸混合冷媒
   と、前記冷媒と相溶性を有するエステル系の潤滑油を封
   入し、前記圧縮機の吸入管へ、金属管に水分吸着剤を内
   封し、前記水分吸着剤の両側にフィルターを設け、片側
   のフィルターは前記金属管に固定され、他方のフィルタ
   ーは金属管に固定された弾性体でフィルターを介して前
   記乾燥剤を押さえた構成のドライヤを、弾性体側から冷
   媒が流れ込むように設けたことを特徴とする空調機。
3. 【請求項３】 圧縮機、油分離器、四方弁、室外熱交換
   器、受液器、膨張弁、サービスバルブを少なくとも有
   し、それぞれを冷媒配管で接続した冷凍サイクルの室外
   機と、膨張機構を内蔵した室内熱交換器を少なくとも１
   台接続した空調機に、塩素を含まない非共沸混合冷媒
   と、前記冷媒と相溶性を有するエステル系の潤滑油を封
   入し、前記圧縮機の吸入側に設けたアキュムレータ内に
   水分吸着剤を内封したドライヤを設け、前記圧縮機の吐
   出管に設けた油分離器で分離された油の戻し管を、前記
   圧縮機の吸入管に設けたアキュムレータより上流部に接
   続したことを特徴とする空調機。
4. 【請求項４】 前記アキュムレータ内のドライヤは、パ
   ンチングメタルで加工された容器に水分吸着剤を内封
   し、前記アキュムレータ内Ｕ字型出口管に保持させ、冷
   媒入口の冷媒配管を前記ドライヤ方向に向けたことを特
   徴とする請求項３記載の空調機。