JPH10281599A

JPH10281599A - 冷媒量判定装置

Info

Publication number: JPH10281599A
Application number: JP8391297A
Authority: JP
Inventors: Yozo Hibino; 陽三日比野; Kazumiki Urata; 和幹浦田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒量判定時にのみ冷媒を貯えるレシーバに
取付け、安価で信頼性が高くさらに作業者に使い勝手の
よい冷媒量判定装置を提供する。【解決手段】圧縮機、室外熱交換器、レシーバ等を有
する室外機と、室内膨張弁、室内熱交換器等を有する室
内機とからなる空気調和機内に封入された冷媒量の適否
を判定する装置であって、レシーバ８の上下端からそれ
ぞれ室外機の前面パネル１８内壁面近くまで延び先端に
チェック弁付きジョイント１９ａ、１９ｂを設けた管２
０ａ、２０ｂと、前面パネル１８を開け各チェック弁付
きジョイントに着脱する継手２２ａ、２２ｂを介して接
続し、レシーバ８から冷媒２４を導入し、導入した冷媒
２５液面を空気調和機の運転中に検知する液面検知管２
１とから構成し、かつ液面検知管２１は所定レベル範囲
の上限、下限での冷媒を検知する冷媒検知手段（例えば
静電容量センサ）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機のサイ
クル内に封入された冷媒量の適否を判別するために用い
る冷媒判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気調和機のサイクル内の冷媒量
を適正量に調整する際、この冷媒量の適否を判別するた
めに用いられる冷媒量判定装置については、以下の公知
例があげられる。

【０００３】特開平−２４４９８１号公報においては、
空調システムのレシーバドライヤの側面に、直接サイト
グラスを設けて、冷媒の量を確認できるようにした装置
が開示されている。

【０００４】また、特開平４−９８０６０号公報におい
ては、レシーバにガラス窓を設けて、室内機の最大多室
運転時に対する適正量の冷媒の液面および必要最小量の
冷媒の液面が判別できるようにした装置が示されてい
る。さらに、この装置は冷媒液に含まれる所定率以上の
水分により変色する浮子により、冷媒中の混入水の量を
判別し、不具合を回避できるようにしている。

【０００５】また、特開平７−４３０５２号公報におい
ては、受液器（レシーバに同じ）の上部及び下部に連通
した引出管に、サイトグラスを設けて、サイトグラスに
受液器内の冷媒液面が現れるようにした装置が示されて
いる。そして、このサイトグラスを通して、冷媒液面を
確認することができるようしている。

【０００６】しかし上記の従来の技術においては、以下
に示すような問題点があった。

【０００７】（１）レシーバにサイトグラスやガラス窓
を設けると、これらの部分は、空気調和機の運転中は常
に低温（０℃）から高温（４０℃）にわたる冷媒の温度
変化による熱ストレスや、高圧冷媒（４０ｋｇ／ｃｍ²
Ｇ）による応力を受けることになる。そして、レシーバ
本体の金属材料よりも、サイトグラスやガラス窓の材質
は一般的にもろいので、長期間にわたっての耐久性を保
障することは困難であり、安全上も問題がある。したが
って、信頼度の高いものを実現しようとすると、高価な
ものになることを避けられない。すなわち、空気調和機
全体の価格上昇となり不利である。

【０００８】（２）室外機においては、常に保守交換の
対象となる圧縮機や、サービス時にデータ表示や認定操
作を行う電気回路を、室外機の前面パネルをはずしたと
きに開放される部分に配置する。ところで室外機は、そ
の構造を大雑把に二分すると、後部に外気に曝されて熱
交換器が配置され、前部には前面、２つの側面の３面か
らなるパネルに囲われて圧縮機、四方弁、アキュムレー
タ、電気回路、レシーバ等が配置されている。レシーバ
は、室外機のユニット内で前面パネルから遠い位置に設
置されることが多い。したがって、空気調和機の運転中
にサイトグラスやガラス窓を通して、冷媒の液面を直接
観測することは困難であり、また作業者の安全上にも問
題がある。

【０００９】（３）レシーバのひとつひとつに、サイト
グラスやガラス窓をつけることは、レシーバの価格上昇
を避けられない。空気調和機のサイクル内の冷媒量の適
否を判別する必要があるのは、空気調和機の据え付け時
に、新しく冷媒を追加封入する時である。この時以降
は、冷媒量の適否を判別する機会は少ないので、サイト
グラス又はガラス窓を常時つけておくことはムダであ
る。また、この部品の信頼性の維持、使い回しによる償
却等の点で不利である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上述べた
事情に鑑みてなされたもので、安価で信頼性が高く、さ
らに作業者に使い勝手のよい冷媒量判定装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の冷媒判定装置は、圧縮機、四方弁、室外熱
交換器、レシーバ及びアキュムレータを有する室外機
と、室内膨張弁及び室内熱交換器を有する室内機とから
なる空気調和機内に封入された冷媒量の適否を判定する
ものであって、室外機内に設置されたレシーバの上端部
と下端部からそれぞれこの室外機の前面パネル内壁面近
くまで延び先端にチェック弁付きジョイントを取り付け
た２本の管と、前面パネルを開けチェック弁付きジョイ
ントそれぞれに着脱自在の継手を介して接続し、レシー
バから冷媒を導入し、該導入した冷媒の液面を空気調和
機の運転中に検知する液面検知管とから構成し、かつこ
の液面検知管は所定レベル範囲の上限及び下限における
冷媒を検知する冷媒検知手段を有することを特徴とす
る。

【００１２】冷媒検知手段は、液面検知管内に導入され
た冷媒に浸漬される一対の極板間の静電容量を検出する
静電容量センサと、この検出された静電容量の値を所定
の上限値及び下限値と比較して上限レベル／下限レベル
における冷媒の有無を判定する判定機構と、該判定の結
果を表示する表示手段とから構成するものである。

【００１３】または、冷媒検知手段は、液面検知管外周
で所定レベル範囲の上限及び下限の位置にそれぞれ設置
した超音波センサと、超音波センサそれぞれの受信信号
の強度から上限レベル／下限レベルにおける冷媒の有無
を判定する判定機構と、判定の結果を表示する表示手段
とから構成するものである。

【００１４】あるいは、冷媒検知手段は、液面検知管壁
のうち少なくとも所定レベル範囲の上限から下限にわた
る領域を占める透明体と、透明体上に上限及び下限の位
置にそれぞれ設置した光電センサと、光電センサそれぞ
れの受光強度から上限レベル／下限レベルにおける冷媒
の有無を判定する判定機構と、判定の結果を表示する表
示手段とから構成するものである。

【００１５】上記の本発明の冷媒量判定装置では、冷媒
の有無を検知するために静電容量センサなど機器を用い
たのに対して、本発明の別の冷媒量判定装置は冷媒の有
無を目視で観察するものである。

【００１６】即ち、本発明の別の冷媒量判定装置は、上
記同様に構成された空気調和機内に封入された冷媒量の
適否を判定する装置であって、室外機内に設置されたレ
シーバの上端部と下端部からそれぞれ該室外機の前面パ
ネル内壁面近くまで延び先端にチェック弁付きジョイン
トを取り付けた２本の管と、前面パネルを開けチェック
弁付きジョイントそれぞれに継手を介して接続し、レシ
ーバから冷媒を導入し、導入した冷媒の液面を空気調和
機の運転中に検知する液面検知管とから構成し、かつ液
面検知管は所定レベル範囲の上限及び下限における冷媒
の有無を目視する目視観察手段を有することを特徴とす
る。

【００１７】目視観察手段は、液面検知管の管壁のうち
少なくとも所定レベル範囲の上限から下限にわたる領域
を占める透明体と、該透明体に付されたレベル目盛とか
ら構成する。

【００１８】あるいは目視観察手段は、液面検知管の管
壁のうち所定レベル範囲の上限及び下限の領域を占める
透明体と、この透明体に対応して管内部に設置され水分
により変色する水分検知器とから構成する。

【００１９】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施の形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明の冷媒量判定装置を適
用する空気調和機のサイクル構成を示すブロック図であ
る。１は室外機、２ａ、２ｂは複数台の室内機であり、
これらにより多室形空気調和機を構成する。室外機１
は、冷媒の圧縮機３、冷房、暖房切り替え用の四方弁
４、室外熱交換器５、室外ファン６、室外膨張弁７、冷
媒のレシーバの（受液器）８、アキュームレータ９によ
り構成する。室内機２ａは、室内熱交換器10ａ、室内フ
ァン11ａ、室内膨脹弁12ａにより構成する。室内機２ｂ
についても同様である。

【００２０】空気調和機の冷房運転では、四方弁４が図
の実線位置にあり、室外熱交換器５が凝縮器として機能
し、各室内熱交換器10ａ、10ｂが蒸発器として機能す
る。このとき、冷媒は、圧縮機１で高温高圧に圧縮さ
れ、室外熱交換器５で冷却されて凝縮し、室外膨張弁
７、レシーバ８を通過し、室内膨脹弁12ａで減圧膨張
し、各室内熱交換器10ａ、10ｂで吸熱、蒸発して室内空
気を冷却し、それから四方弁４、アキュムレータ９を介
して圧縮機１に戻るように循環する。一方、空気調和機
の暖房運転では、四方弁が図の破線の位置にあり、室内
熱交換器10ａ、10ｂが凝縮器になり、室外熱交換器５が
蒸発器になる。暖房運転時の冷媒は、冷房運転時とは逆
方向に、圧縮機１から順次に室内熱交換器10ａ、10ｂ、
室内膨張弁方向に流れ、そして室内熱交換器10ａ、10ｂ
で放熱、凝縮して室内空気を温める。なお、図１に示す
サイクル中、室外膨張弁７は室外熱交換器５での凝縮を
制御するために設けられたものである。

【００２１】この多室形空気調和機を、現地において据
え付けるときには、室外機１と、複数台の室内機２ａ、
２ｂを別の場所に置いて、この間を必要な長さのガス配
管13と、液配管14とによって接続する。室外機１には、
これを正常に運転するに必要な冷媒量が予め封入されて
いる。これに対して、室外機１につなげる室内機２の台
数や容量、配管13、14の長さや太さといった個々の設備
条件に応じて、追加すべき冷媒量が決まるので、これを
現地において作業員が運転前に予め封入する必要があ
る。この追加封入量、すなわちサイクル全体に入ってい
る冷媒量が適正な範囲にあれば、空気調和機は仕様どお
りの冷房／暖房性能を発揮し、さらに圧縮機が故障に至
るような事態にも陥らない。しかし、適正な冷媒量より
ある範囲以上過剰あるいは不足した場合は、所定の冷房
／暖房性能が得られないのみならず、圧縮機が液圧縮や
過熱により損傷を被るような事態に至る恐れがある。し
かし、封入操作のミス、冷媒量の計測ミスや、設備条件
の見積誤り、追加封入量の計算ミス等によって、必ずし
も正確に冷媒量を封入できるとは限らない。このため、
現地において作業員が適正な冷媒量を正確に追加封入で
きるように適切に支援する装置が要求されている。

【００２２】通常の温度条件において、サイクル内の冷
媒は室内外の熱交換器や配管中に所定量が分散して平衡
状態にあり、このとき室外機１中のレシーバ８には所定
量の冷媒が貯留している。そして、サイクル内の冷媒量
が、過剰もしくは不足であると、この量に比例して、レ
シーバ８内の冷媒量も増加もしくは減少することがわか
っている。

【００２３】そこで、図２に示す冷媒量判定装置によ
り、運転中にレシーバ８に貯留している冷媒量、すなわ
ち冷媒の液面高さを測定し、これをサイクル内に適正な
冷媒量を封入したときのレシーバ８の冷媒の液面高さの
基準値と比較することによって、サイクル内の冷媒量の
過不足量を定量的に判定表示することが有効である。

【００２４】図２において、レシーバ８は、冷媒を貯え
る筒体15と、該筒体15に冷媒を流入流出させる冷媒配管
16ａ、16ｂと、筒体15を支えるベース17によって構成す
る。レシーバ８は、一般的に室内機１中の奥まった位置
に設置されている。ところで、室内機１は、外周部が外
気にされされた例えばＵ字状断面の熱交換器及び該Ｕ字
熱交換器の内側に設置されたレシーバ８を有する後部
と、Ｕ字熱交換器の開口より前の位置に設置された圧縮
機、四方弁、アキュムレータ、電気回路及びこれら圧縮
機等を囲う前面、２つの側面の３面からなるパネルを有
する前部とから構成されている。ここで２点鎖線で示す
前面パネル18は、室外機１内部のメンテナンスのために
取付け／取外しするものである。

【００２５】上記のように筒体15及び冷媒配管16ａ、16
ｂから構成されたレシーバ８の上端部と下端部に、さら
に、前面パネル18近くまでの長さを有し、先端にチェッ
ク弁付きジョイント19ａ、19ｂを取り付けた引出管20
ａ、20ｂを取り付けておく。引出管20ａ、20bを取り付
ける位置は、液面の高さに応じて、適宜選択する。ま
た、引出管20ａ、20bの長さＬは、後述する液面検知管2
1を室外機１の外部から取り付けるに手間がかからず、
また液面検知管21の液面の確認がしやすいような位置
に、チェック弁付きジョイント19ａ、19ｂがくるように
しておく。したがって、室外熱交換器５の反対側で前面
パネル18のやや内側にしておくのが好ましい。チェック
弁付きジョイント19ａ、19ｂは、バルブが内蔵されてお
り、このジョイント19ａ、19ｂに何も結合しない状態で
は、レシーバ８内の冷媒が漏洩することは無い。

【００２６】前面パネルを取外した後、チェック弁付き
ジョイント19ａ、19ｂに、後述する液面検知管21のアダ
プタ22ａ、22ｂをそれぞれ結合することにより、ジョイ
ント19ａ、19ｂのバルブが開放され、レシーバ８と液面
検知管21とが、引出管20ａ、20ｂ及び接続管23ａ、23ｂ
を通して連通する。この結果、レシーバ８内の冷媒24の
液面高さＨと、液面検知管21内の冷媒25の液面高さｈと
が常に等しくなる。したがって、レシーバ８内の液面高
さＨを、液面検知管21の液面高さｈによって、室外機１
の外部から容易にしかも正確に判定することができる。
なお液面検知管21は着脱自在であるから、サイクル内の
冷媒量を判定したいときのみ簡単に結合して使用するこ
とができる。そして、使用していないときは簡単にはず
して保管することができる。このことは、後述するよう
な液面検知管21に取り付ける液面高さを測定するセンサ
の性能や信頼性の維持の点で有利である。そしてこれら
のセンサの校正や調整を、液面検知管21単独で行うこと
ができるので、常に安定した性能を得ることができる。
また、万一センサが不調な場合には、この部分だけを交
換することができるので、レシーバ８本体、すなわち室
外機１に対して何等悪影響を及ぼさないという利点があ
る。また、後述するような液面検知管21に、液面高さを
直視して測定できるようにサイトグラスのような透明体
を用いたものにおいても、この部分の信頼性の維持の点
で有利である。強度的に最も影響を受けやすいと思われ
る透明体に直接ストレスがかかるのは、これを使用する
ごくわずかな時間で済む。また使用前に綿密に点検する
ことができる。そして万一不良が見つかった場合には、
使用前に容易に交換できるので、安全上有利である。

【００２７】また、複数の空気調和機に対して、新しく
冷媒を追加封入するときだけ液面検知管21を接続して使
用するように、同じ液面検知管21を各空気調和機に対し
て使い回すことができる。すなわち冷媒量判定装置を個
々の空気調和機につけないので、各空気調和機の価格上
昇を極力おさえることができる。したがって、各空気調
和機としては、従来の筒体15に対して、引出管20とチェ
ック弁付きジョイント19を新しく取り付けたレシーバ８
を使うことになり、わずかの価格上昇で済むので有利で
ある。このことは、レシーバ８本体の信頼性の面からも
好ましい。

【００２８】また、液面検知管21は後述するように、何
種類も考えられる。したがって一種類に限定せず、必要
な精度や使い勝手などに応じて適切なものを選んで使う
こともできる。したがって、空気調和機を設置する作業
者は、最小数の何種類かの液面検知管を備えておけば、
最低限の費用で効率的に運用することができるという効
果がある。また、液面検知管21を、性能の良いものや価
格の安いものに順次更新して交換してゆくといった方法
もある。

【００２９】図３は、液面検知管21の第１の例（21Ａ）
を示す図である。図２と同一番号の部分は、同一部分を
示している。液面検知管21Ａにおいては、図３（ａ）に
示すように、液面検知管21Ａ内の液冷媒量の変化による
極板26ａ、26ｂ間の静電容量の変化をコンデンサの原理
によって検出する静電容量センサ27を用いて、液面検知
管21Ａ内の冷媒25の液面高さｈを測定する。液冷媒の誘
電率はガス冷媒の誘電率よりも数倍大きい。したがっ
て、図３（ｂ）に示すように、極板26ａ、26ｂで検出さ
れる静電容量Ｃと、冷媒25の液面高さｈは比例関係が成
立する。この関係を用いることにより、静電容量Ｃの変
化を電圧や周波数の変化として検出すれば、液面高さｈ
を連続的な値として求めることができる。なお、極板26
ａ、26ｂの上端、下端においては、静電容量が比例的に
変化しないので、この部分を除外するような注意が必要
である。また、極板26ａ、26ｂとしては、平行板を複数
個用いるもの、同心円筒を複数個用いるものなどを適宜
選択することができる。

【００３０】図４は、液面検知管21の第２の例（21Ｂ）
を示す図である。図２と同一番号の部分は、同一部分を
示している。液面検知管21Ｂにおいては、図４（ａ）に
示すように、液面検知管21Ｂ内の冷媒25の気液の差異を
超音波の透過量もしくは反射量の差異によって検出する
超音波センサ28ａ、28ｂを用いて、液面検知管21Ｂ内の
冷媒25の液面高さｈを測定する。液冷媒の超音波の透過
量もしくは反射量は、ガス冷媒よりも数倍大きい。した
がって、図４（ｂ）に示すように、超音波発信器からの
送波信号に対して、ガス冷媒では超音波が大きく減衰す
るので超音波受信器での受波信号は、ごく小さな値を示
す。一方、液冷媒では超音波はあまり減衰しないので、
比較的大きな値を示す。これらの受波信号の大小を、検
知幅と比較することによって識別すれば、超音波センサ
の高さに、液冷媒があるかどうかをオンオフの離散的な
値として求めることができる。なお、超音波センサとし
ては、送信器と受信器が一体となった反射形、もしくは
送信器と受信器が分離して対向した透過形のいずれも用
いることができる。また、超音波センサは、サイクル内
の適正な冷媒量の範囲に対応する液面検知管21Ｂ内の液
面高さの最小値ｈ₀から最大値ｈ₁の範囲に対応して取り
付ける。そして、判別すべき液面高さを変更するときに
は、これに応じて超音波センサの取り付け高さを容易に
変更することができる。

【００３１】図５は、液面検知管21の第３の例（21Ｃ）
である。図２と同一番号の部分は、同一部分を示してい
る。液面検知管21Ｃにおいては、液面検知管21Ｃの内部
の冷媒を外部から観察できるような透明体29例えば耐圧
強化ガラスをはめ込み、枠30で固定している。これを通
して、作業者は内部の冷媒25の液面高さを直接目視によ
って確認し、目盛31を用いてほぼ連続的に測定すること
ができる。この形態のものでは、前述したような各種セ
ンサの校正や調整の手間がかからない、また安価に提供
できるという利点がある。しかし、ガラスのような透明
体は一般に金属材料よりも強度的にもろいと考えられる
ので、この部分の保守管理には注意する必要がある。液
面検知管21Ｃ単体は、使用時にのみ取り付け、使用後は
取り外して保管したり試験したりできるので、品質管理
と安全性管理の面で有利である。なおここでは、液面検
知管21Ｃ内の下部に、冷媒に含まれる水分量の適否を直
視して判別できるように、所定量以上の水分量で変色す
る指示計32を設けている。指示計32で用いる材料として
は、コバルト塩などが代表的なものである。このよう
に、作業者が直接液面を観察するので、液面検知管21Ｃ
が室外機１の前面パネル18の近くに位置することが有効
である。なお、ここでは、透明体29を液面検知管21Ｃの
一側面に取り付ける形式のものを示したが、円筒形の透
明体を液面検知管21Ｃの全体に取り付ける形式のものも
用いることができる。

【００３２】図６は、液面検知管21の第４の例（21Ｄ）
である。図２と同一番号の部分は、同一部分を示してい
る。液面検知管21Ｄは、複数個の水分検知器33を直列に
配管接続したものある。各水分検知器33は、中空円盤形
であり、この片面に、内部の冷媒を外部から観察できる
ような円形の透明体29例えば耐圧強化ガラスをはめ込
み、そして内部には所定量以上の水分量で変色する水分
指示薬32を入れている。作業者は、透明体29を透して内
部の冷媒の有無を直接目視によって確認する。この液面
検知管21Ｄは、図５に示す同じ原理の液面検知管21Ｃに
比べて、各透明体29を小形にできるから、強度と安全性
の面でさらに有利である。水分検知器33は、サイクル内
の適正な冷媒量の範囲に対応する液面高さの最小値ｈ₀
から、最大値ｈ₁の範囲に対応して、複数個取り付ける
ことにより、冷媒量に関して必要な情報を得ることがで
きる。このような冷媒中の水分量を指示するものとし
て、従来より作業者が目視確認するものが使われている
が、これを空気調和機のレシーバや配管に直接組み込ん
でしまうと、安全性と保守性の面での配慮が必要になる
ので、広く普及するには至っていない。しかし、本実施
例のように、必要なときにのみ装着するようにすれば、
安全性と保守性の面でのトラブルを回避できる。

【００３３】図７は、液面検知管21の第５の例（21Ｅ）
である。この液面検知管21Ｅは、第５図に示す液面検知
管21Ｃにおいて、目盛りの代わりに光電センサを設けた
ものである。目盛りを付けた液面検知管21Ｃは装置構成
が簡単であるが、作業者が直接液面の変化を観察してい
なければならず、若干手間と時間がかかることは避けら
れない。そこで、液面検知管21Ｅ内の冷媒25の気液の差
異を、光の透過量もしくは反射量の差によって検出する
光電センサ34ａ、34ｂを用いて、液面検知管21Ｅ内の冷
媒25の液面高さｈを測定する。ガス冷媒の光の透過量
は、液冷媒よりも数倍大きい。また、液冷媒の光の反射
量は、ガス冷媒よりも数倍大きい。したがって、光電セ
ンサ34ａ、34ｂが透明体28を通して発光した光量に対し
て、受光した光量に関するこの差異を識別することによ
って、光電センサを取り付けた高さに、液冷媒があるか
どうかを、オンオフの離散的な値として求めることがで
きる。なお、光電センサとしては、発光器と受光器が一
体となった反射形（図７参照）、もしくは発光器と受光
器が分離して対向した透過形のいずれも用いることがで
きる。また、光電センサは、サイクル内の適正な冷媒量
の範囲に対応する液面検知管21Ｅ内の液面高さの最小値
ｈ₀から最大値ｈ₁の範囲に対応して取り付ける。そし
て、判別すべき液面高さを変更するときには、これに応
じて光電センサの取り付け高さを容易に変更することが
できる。

【００３４】図３ないし図７においては、機能を説明す
るために、各々１種類の検出方式について説明した。こ
れらを複合して構成することも可能である。例えば、図
３、図４に示す液面センサを用いたものと、図５、図６
に示す目視により測定するものとを組合せるのが有効で
ある。これにより、液面センサの校正が簡単にできるよ
うになる。また、自動計測と目視による測定を選択して
利用することができるので、使い勝手がよくなる。実際
には、接続管23a、23bの間に、複数個の液面検知管を並
列に設ける。または同一の液面検知管に、複数の検出方
式のものを設けることでもよい。

【００３５】図８は本発明の冷媒量判定装置の制御部を
示すブロック図である。これは、図３に示すように静電
容量センサ27を、または図４に示すように超音波センサ
28a、28bを、または図７に示すように光電センサ34a、3
4bを用いた液面検知管21を備えた冷媒量判定装置に対応
する制御ブロック図である。ここで各種センサを総括し
てセンサ35という。一つまたは２個のセンサ35からの信
号は、信号処理回路36で処理されて液面の測定信号とな
り、冷媒量判定機構37に入力される。ここで、液面の測
定値とサイクル内の適正な冷媒量に対応する液面の基準
値とを比較することによって冷媒量の適否を判定する。
この内容については、図９により後述する。この判定動
作において、必要な外部情報は、入力手段38から冷媒量
判定機構37に入力する。また、冷媒量の過不足に関する
結果は表示手段39に出力する。

【００３６】一般的に室外機に搭載されている空気調和
機の制御装置（図示せず）は中央演算装置（マイクロプ
ロセッサ）、簡単な入力手段、表示手段等を備えている
ので、これを、冷媒量判定機構37、入力手段38、表示手
段39として利用することができる。これは、空気調和機
への作り込みが必要であるが、安価にできるという効用
がある。また、市販のパーソナルコンピュータは中央演
算装置（マイクロプロセッサ）、キーボード、液晶ディ
スプレイ等を備えているので、これを利用することもで
きる。これの場合は、これ単体で高機能で使い勝手の良
い冷媒量判定装置を構成できるので有利であるが、やや
高価である。

【００３７】図９は、本発明の冷媒量判定装置を用いて
作業者が冷媒量調整作業をするときのフローチャートで
ある。

【００３８】本発明の冷媒量判定装置を用いてサイクル
内の冷媒量の適否を判定する際は、通常の運転状態、例
えば通常の室外、室内温度条件であれば、その施工状
態、すなわち室外機と室内機の間の配管長および高低差
において、レシーバ８に所定量の液冷媒が存在していれ
ば、サイクル内に冷媒がバランスして分布しており、冷
房／暖房性能が安定して得られ、正常な運転が保障され
るという考え方を基本にする。この考え方にしたがい、
レシーバ８内の冷媒の液面高さの測定値を、予め決めら
れた液面高さの基準値と比較して、冷媒量の適否を判定
し、これに基づいて冷媒量の過不足を調整する。前述の
ように、レシーバ８内の液面高さは、液面検知管21内の
液面高さと等価であることは言うまでもない。なお、適
正な冷媒量にある程度の幅を持たせても、サイクルの性
能や運転に何ら支障はないので、図10に示すように液面
高さの基準値には幅を持たせるとよい。

【００３９】さて、図９に示すフローチャートにしたが
って、作業者は冷媒量調整作業をする。(1)作業者は、
まず、空気調和機に新しく追加封入する冷媒量を計算す
る。この追加冷媒量は、室外機の容量を基本として、室
内機の容量、台数および配管の太さ、長さの関数とし
て、所定の比較的簡単な演算式によって計算する。(2)
作業者は、この計算結果にもとづいて、空気調和機に冷
媒を追加封入する。このとき、計算誤りや封入作業ミス
によって、適正な冷媒量が封入されない恐れがある。ま
た、実際の空気調和機の設置状態、特に室外機と室内機
間の高低差に応じてサイクル内の適正な冷媒量が大きく
変化することがわかっている。しかし、これも考慮した
追加冷媒量を計算する演算式は複雑になって実用的では
ない。また実際の施工状態との対応を考えると、その施
工状態に合わせて改めて調整し直す方が得策である。

【００４０】(3)このため、まず、液面検知管21のアダ
プタ22を、レシーバの引出管20のチェック弁付きジョイ
ント19に接合する。(4)そして、冷媒量判定可能な運転
状態かどうか判断する。例えば、室内機が運転されてい
なかったり、室外機や室内機の装置温度が空気調和機の
使用範囲をはずれているような場合には、冷媒量判定の
精度が低下して、冷媒量判定は不可能であるので判定を
中止する方がよい。(5)判定可能な場合には、冷媒量判
定運転モードによって空気調和機の運転を開始する。こ
の運転モードは空気調和機の運転が煩雑な運転制御の変
化をひき起こさないように抑制することをねらいとした
ものである。これにより運転状態をできるだけ安定にし
ておけば、冷媒量判定の精度向上と起動してから判定で
きるようになるまでの判定時間の短縮が可能となる。
(6)液面検知管21内の液面高さの変化が小さくなったな
らば、運転状態は安定と判断される。しかし、液面高さ
の変化が大きい場合には、安定するまで待つことにな
る。

【００４１】(7)そして、運転状態が安定になったなら
ば、液面検知管21内の液面高さの測定値を最小値ｈ₀お
よび最大値ｈ₁と比較する。最小値ｈ₀以下の場合には、
冷媒が不足であるから、冷媒追加を表示する。また、最
大値ｈ₁以上の場合には、冷媒が過剰であるからサイク
ルからの放出を表示する。作業者は、この表示に従っ
て、冷媒の追加、放出作業を行う。以下、これを繰り返
して、液面高さの測定値が適正値、すなわち最小値ｈ₀
から最大値ｈ₁の間に来るように作業する。(8)液面高さ
が適正になった後、冷媒量調整作業及び判定運転モード
を終了させる。(9)そして、液面検知管21をはずす。か
くしてこの液面検知管21を別の空気調和機に使うことが
できる。また、使用しないときは保管しておくことがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、冷媒判定量装置を、室
外機内のレシーバから室外機外近くまで延ばしチェック
バルブ付きジョイントを先端に設けた管と、このチェッ
クバルブ付きジョイントを介して着脱自在に接続する液
面検知管とから構成したので、冷媒量判定のときだけ液
面検知管をレシーバに装着することにより、室外機の外
部からレシーバ内の液面高さを容易に測定でき、また液
面検知管を使用していないときは、簡単にはずし保管す
ることができる。このとき、レシーバ本体は、チェック
バルブ付きジョイントを設けた管を接続する外は従来と
同じ構成であるから、これの信頼性の確保の面で新たな
問題が生じないし、また空気調和機本体の価格の上昇を
わずかしか招かない。そして液面検知管に液面高さを測
定するセンサを用いるものにあっては、センサの性能や
信頼性の維持の点で有利である。例えば、センサ単体を
チェックして不調なことが発見された場合には、この部
分だけを交換することができるので、空気調和機に対す
る影響は全くない。また、液面検知管にサイトグラスに
ような透明体を用いるものにあっては、レシーバに装着
してしまうことにより長期間ストレスがかかり続けるこ
とがないので、安全上有利であるし、比較的安価なもの
を用いることができる。作業者は、このような液面検知
管を複数台の空気調和機に対して使い回しすることがで
きるので、１台あたりとしてはわずかの投資で常に最適
な冷媒量判定装置を使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気調和機のサイクル構成を示す概念図であ
る。

【図２】レシーバと液面検知管の接続を示す図である。

【図３】静電容量センサを備える液面検知管を示す図で
ある。

【図４】超音波センサを備える液面検知管を示す図であ
る。

【図５】透明ガラスと目盛を備える目視用液面検知管を
示す図である。

【図６】水分検知器と透明ガラスを備える液面検知管を
示す図である。

【図７】光電センサを備える液面検知管を示す図であ
る。

【図８】冷媒量判定装置の全体構成を示すブロック線図
である。

【図９】冷媒量判定装置の全体動作を示すフローチャー
トである。

【図１０】冷媒量判定装置の全体動作を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１室外機２室内機３圧縮機４四方弁５室外熱交換器６室外ファン７室外膨張弁８レシーバ９アキュームレータ１０室内熱交換器１１室内ファン１２室内膨張弁１３ガス配管１４液配管１５筒体１６配管１７ベース１８前面パネル１９チェック弁付きジョイント２０引出管２１液面検知管２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ液面検知管２２アダプタ２３接続管２４、２５冷媒２６極板２７静電容量センサ２８超音波センサ２９透明体３１目盛３２水分指示薬３３水分検知器３４光電センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、四方弁、室外熱交換器、レシー
バ及びアキュムレータを有する室外機と、室内膨張弁及
び室内熱交換器を有する室内機とからなる空気調和機内
に封入された冷媒量の適否を判定する冷媒量判定装置に
おいて、室外機内に設置されたレシーバの上端部と下端部からそ
れぞれ該室外機の前面パネル内壁面近くまで延び先端に
チェック弁付きジョイントを取り付けた２本の管と、前
面パネルを開けチェック弁付きジョイントそれぞれに着
脱自在の継手を介して接続し、レシーバから冷媒を導入
し、該導入した冷媒の液面を空気調和機の運転中に検知
する液面検知管とから構成し、かつ該液面検知管は所定
レベル範囲の上限及び下限における冷媒を検知する冷媒
検知手段を有することを特徴とする冷媒量判定装置。
【請求項２】冷媒検知手段は、液面検知管内に導入さ
れた冷媒に浸漬される一対の極板間の静電容量を検出す
る静電容量センサと、該検出された静電容量の値を所定
の上限値及び下限値と比較して上限レベル／下限レベル
における冷媒の有無を判定する判定機構と、該判定の結
果を表示する表示手段とから構成する請求項１記載の冷
媒量判定装置。
【請求項３】冷媒検知手段は、液面検知管外周で所定
レベル範囲の上限及び下限の位置にそれぞれ設置した超
音波センサと、該超音波センサそれぞれの受信信号の強
度から上限レベル／下限レベルにおける冷媒の有無を判
定する判定機構と、該判定の結果を表示する表示手段と
から構成する請求項１記載の冷媒量判定装置。
【請求項４】冷媒検知手段は、液面検知管壁のうち少
なくとも所定レベル範囲の上限から下限にわたる領域を
占める透明体と、該透明体上に上限及び下限の位置にそ
れぞれ設置した光電センサと、該光電センサそれぞれの
受光強度から上限レベル／下限レベルにおける冷媒の有
無を判定する判定機構と、該判定の結果を表示する表示
手段とから構成する請求項１記載の冷媒量判定装置。
【請求項５】圧縮機、四方弁、室外熱交換器、レシー
バ及びアキュムレータを有する室外機と、室内膨張弁及
び室内熱交換器を有する室内機とからなる空気調和機内
に封入された冷媒量の適否を判定する冷媒量判定装置に
おいて、室外機内に設置されたレシーバの上端部と下端部からそ
れぞれ該室外機の前面パネル内壁面近くまで延び先端に
チェック弁付きジョイントを取り付けた２本の管と、前
面パネルを開けチェック弁付きジョイントそれぞれに着
脱自在の継手を介して接続し、レシーバから冷媒を導入
し、該導入した冷媒の液面を空気調和機の運転中に検知
する液面検知管とから構成し、かつ該液面検知管は所定
レベル範囲の上限及び下限における冷媒の有無を目視す
る目視観察手段を有することを特徴とする冷媒量判定装
置。
【請求項６】目視観察手段は、液面検知管の管壁のう
ち少なくとも所定レベル範囲の上限から下限にわたる領
域を占める透明体と、該透明体に付されたレベル目盛と
から構成する請求項５記載の冷媒量判定装置。
【請求項７】目視観察手段は、液面検知管の管壁のう
ち所定レベル範囲の上限及び下限の領域を占める透明体
と、該透明体に対応して管内部に設置され水分により変
色する水分検知器とから構成する請求項５記載の冷媒量
判定装置。