JPH11132602A - 冷媒封入方法 - Google Patents
冷媒封入方法Info
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- JPH11132602A JPH11132602A JP29450597A JP29450597A JPH11132602A JP H11132602 A JPH11132602 A JP H11132602A JP 29450597 A JP29450597 A JP 29450597A JP 29450597 A JP29450597 A JP 29450597A JP H11132602 A JPH11132602 A JP H11132602A
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/06—Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/063—Feed forward expansion valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/17—Control issues by controlling the pressure of the condenser
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力制御弁の密閉空間内に冷媒を所定密度で
封入する方法を提供する。 【解決手段】 密閉空間３０５が形成されたエレメント
ケース３１５を臨界温度以上の所定温度に保たれた恒温
室１０１内に配設した状態でＣＯ２ を所定圧力で封入
する。
封入する方法を提供する。 【解決手段】 密閉空間３０５が形成されたエレメント
ケース３１５を臨界温度以上の所定温度に保たれた恒温
室１０１内に配設した状態でＣＯ２ を所定圧力で封入
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化炭素（以
下、ＣＯ2 と記す。）を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍サイ
クル（以下、ＣＯ2 サイクルと記す。）のごとく、放熱
器内の圧力が冷媒の臨界圧力Ｐｃを超える蒸気圧縮式冷
凍サイクル（以下、超臨界サイクルと呼ぶ。）に適用さ
れる圧力制御弁の密閉空間内に冷媒を封入する方法に関
するものである。
下、ＣＯ2 と記す。）を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍サイ
クル（以下、ＣＯ2 サイクルと記す。）のごとく、放熱
器内の圧力が冷媒の臨界圧力Ｐｃを超える蒸気圧縮式冷
凍サイクル（以下、超臨界サイクルと呼ぶ。）に適用さ
れる圧力制御弁の密閉空間内に冷媒を封入する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＣＯ2 サイクル用の圧力制御弁として、
出願人は既に特願平８−１１２４８号を出願しており、
その圧力制御弁は、上記出願に記載のごとく、圧力制御
弁内の密閉空間（制御室）内に所定密度で冷媒を封入
し、その封入された冷媒の温度変化に伴う圧力変化を利
用して、放熱器の出口側の冷媒温度に応じて放熱器の出
口圧力を制御するものである。
出願人は既に特願平８−１１２４８号を出願しており、
その圧力制御弁は、上記出願に記載のごとく、圧力制御
弁内の密閉空間（制御室）内に所定密度で冷媒を封入
し、その封入された冷媒の温度変化に伴う圧力変化を利
用して、放熱器の出口側の冷媒温度に応じて放熱器の出
口圧力を制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、超臨界サ
イクルにおいては、圧力制御弁の密閉空間内に冷媒を所
定密度で封入する必要があるのに対して、現状では未だ
冷媒を所定密度で封入する方法が確立されていない。本
発明は、上記点に鑑み、圧力制御弁の密閉空間内に冷媒
を所定密度で封入する方法を提供することを目的とす
る。
イクルにおいては、圧力制御弁の密閉空間内に冷媒を所
定密度で封入する必要があるのに対して、現状では未だ
冷媒を所定密度で封入する方法が確立されていない。本
発明は、上記点に鑑み、圧力制御弁の密閉空間内に冷媒
を所定密度で封入する方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１、
２に記載の発明では、密閉空間（３０５）内の温度が冷
媒の臨界温度（Ｔｃ）以上の所定温度となった状態に
て、密閉空間（３０５）内の圧力が所定圧力となるよう
に冷媒を封入することを特徴とする。
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１、
２に記載の発明では、密閉空間（３０５）内の温度が冷
媒の臨界温度（Ｔｃ）以上の所定温度となった状態に
て、密閉空間（３０５）内の圧力が所定圧力となるよう
に冷媒を封入することを特徴とする。
【０００５】これにより、密閉空間（３０５）内に冷媒
を所定密度で封入することができる。なお、密閉空間
（３０５）内の温度を冷媒の臨界温度（Ｔｃ）以上の所
定温度とするためには、請求項２に記載のごとく、雰囲
気温度を前記所定温度に保つ恒温室（１０１）内に圧力
制御弁（３）を配設した状態で冷媒を封入することが望
ましい。
を所定密度で封入することができる。なお、密閉空間
（３０５）内の温度を冷媒の臨界温度（Ｔｃ）以上の所
定温度とするためには、請求項２に記載のごとく、雰囲
気温度を前記所定温度に保つ恒温室（１０１）内に圧力
制御弁（３）を配設した状態で冷媒を封入することが望
ましい。
【０００６】因みに、圧力制御弁（３）を恒温室（１０
１）内に配設するとは、圧力制御弁（３）全体を恒温室
（１０１）内に配設することは勿論、後述するように、
密閉空間（３０５）が形成された圧力制御弁（３）の一
部のみを恒温室（１０１）内に配設する場合も含む意味
である。請求項３に記載の発明では、圧力制御弁（３）
を収納し、雰囲気温度を冷媒の臨界温度（Ｔｃ）以上の
所定温度に保つ恒温室（１０１）と、密閉空間（３０
５）内に冷媒を所定圧力で封入する冷媒封入手段（１０
２、１０３、１０４）とを有することを特徴とする。
１）内に配設するとは、圧力制御弁（３）全体を恒温室
（１０１）内に配設することは勿論、後述するように、
密閉空間（３０５）が形成された圧力制御弁（３）の一
部のみを恒温室（１０１）内に配設する場合も含む意味
である。請求項３に記載の発明では、圧力制御弁（３）
を収納し、雰囲気温度を冷媒の臨界温度（Ｔｃ）以上の
所定温度に保つ恒温室（１０１）と、密閉空間（３０
５）内に冷媒を所定圧力で封入する冷媒封入手段（１０
２、１０３、１０４）とを有することを特徴とする。
【０００７】これにより、請求項１に記載の発明と同様
に、密閉空間（３０５）内に冷媒を所定密度にて封入す
ることができる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、
後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す
ものである。
に、密閉空間（３０５）内に冷媒を所定密度にて封入す
ることができる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、
後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す
ものである。
【０００８】
（第１実施形態）図１は本実施形態に係る圧力制御弁を
用いたＣＯ2 サイクルを車両用空調装置に適用したもの
であり、１は気相状態のＣＯ2 を圧縮する圧縮機であ
る。２は圧縮機１で圧縮されたＣＯ2 を外気等との間で
熱交換して冷却する放熱器（ガスクーラ）であり、３は
放熱器２出口側でのＣＯ2 温度に応じて放熱器２出口側
圧力を制御する圧力制御弁である。なお、圧力制御弁３
は、放熱器２出口側圧力を制御するとともに減圧器を兼
ねており、ＣＯ2 は、この圧力制御弁３にて減圧されて
低温低圧の気液２相状態のＣＯ2 となる。
用いたＣＯ2 サイクルを車両用空調装置に適用したもの
であり、１は気相状態のＣＯ2 を圧縮する圧縮機であ
る。２は圧縮機１で圧縮されたＣＯ2 を外気等との間で
熱交換して冷却する放熱器（ガスクーラ）であり、３は
放熱器２出口側でのＣＯ2 温度に応じて放熱器２出口側
圧力を制御する圧力制御弁である。なお、圧力制御弁３
は、放熱器２出口側圧力を制御するとともに減圧器を兼
ねており、ＣＯ2 は、この圧力制御弁３にて減圧されて
低温低圧の気液２相状態のＣＯ2 となる。
【０００９】４は、車室内の空気冷却手段をなす蒸発器
（吸熱器）で、気液２相状態のＣＯ 2 は蒸発器４内で気
化（蒸発）する際に、車室内空気から蒸発潜熱を奪って
車室内空気を冷却する。５は、気相状態のＣＯ2 と液相
状態のＣＯ2 とを分離するとともに、液相状態のＣＯ2
を一時的に蓄えるアキュームレータ（タンク手段）であ
る。
（吸熱器）で、気液２相状態のＣＯ 2 は蒸発器４内で気
化（蒸発）する際に、車室内空気から蒸発潜熱を奪って
車室内空気を冷却する。５は、気相状態のＣＯ2 と液相
状態のＣＯ2 とを分離するとともに、液相状態のＣＯ2
を一時的に蓄えるアキュームレータ（タンク手段）であ
る。
【００１０】そして、圧縮機１、放熱器２、圧力制御弁
３、蒸発器４およびアキュームレータ５は、それぞれ配
管６によって接続されて閉回路を形成している。なお、
圧縮機１は、図示されていない駆動源（エンジン、モー
タ等）から駆動力を得て駆動し、放熱器２は、放熱器２
内ＣＯ2 と外気との温度差をできるだけ大きくするため
に車両前方に配置されている。
３、蒸発器４およびアキュームレータ５は、それぞれ配
管６によって接続されて閉回路を形成している。なお、
圧縮機１は、図示されていない駆動源（エンジン、モー
タ等）から駆動力を得て駆動し、放熱器２は、放熱器２
内ＣＯ2 と外気との温度差をできるだけ大きくするため
に車両前方に配置されている。
【００１１】なお、７は、圧力制御弁３の故障等によ
り、放熱器２出口側の圧力が異常上昇したときに、圧力
制御弁３を迂回してＣＯ2 を流通させるリリーフ弁であ
る。次に、圧力制御弁３の構造について図２を用いて述
べる。３０１は放熱器２から蒸発器４に至るＣＯ2 流路
６ａの一部を形成するととに、後述するエレメントケー
ス３１５を収納するケーシングであり、３０１ａは放熱
器２側に接続される流入口３０１ｂを有する上蓋であ
り、３０１ｃは蒸発器４側に接続される流出口３０１ｄ
を有するケーシング本体である。
り、放熱器２出口側の圧力が異常上昇したときに、圧力
制御弁３を迂回してＣＯ2 を流通させるリリーフ弁であ
る。次に、圧力制御弁３の構造について図２を用いて述
べる。３０１は放熱器２から蒸発器４に至るＣＯ2 流路
６ａの一部を形成するととに、後述するエレメントケー
ス３１５を収納するケーシングであり、３０１ａは放熱
器２側に接続される流入口３０１ｂを有する上蓋であ
り、３０１ｃは蒸発器４側に接続される流出口３０１ｄ
を有するケーシング本体である。
【００１２】また、ケーシング３０１には、ＣＯ2 流路
６ａを上流側空間３０１ｅと下流側空間３０１ｆとに仕
切る隔壁部３０２が配設されており、この隔壁部３０２
には、上流側空間３０１ｅと下流側空間３０１ｆとを連
通させる弁口３０３が形成されている。そして、弁口３
０３は、針状のニードル弁体（以下、弁体と略す。）３
０４により開閉され、この弁体３０３および後述するダ
イヤフラム３０６は、ダイヤフラム３０６の変位に連動
して、ダイヤフラム３０６が中立状態から弁体３０３側
（ダイヤフラム３０６の厚み方向他端側）に向けて変位
したときに弁口３０３を閉じ、厚み方向一端側に向けて
変位したときに弁口３０３の開度（弁口３０３を閉じた
状態を基準とする弁体３０４の変位量）が最大となるよ
うに構成されている。 また、上流側空間３０１ｅに
は、密閉空間（ガス封入室）３０５が形成されており、
この密閉空間３０５は、密閉空間３０５内外の圧力差に
応じて変形変位する、ステンレス材からなる薄膜状のダ
イヤフラム（変位部材）３０６、およびダイヤフラム３
０６の厚み方向一端側に配設されたダイヤフラム上側支
持部材（形成部材）３０７から形成されている。
６ａを上流側空間３０１ｅと下流側空間３０１ｆとに仕
切る隔壁部３０２が配設されており、この隔壁部３０２
には、上流側空間３０１ｅと下流側空間３０１ｆとを連
通させる弁口３０３が形成されている。そして、弁口３
０３は、針状のニードル弁体（以下、弁体と略す。）３
０４により開閉され、この弁体３０３および後述するダ
イヤフラム３０６は、ダイヤフラム３０６の変位に連動
して、ダイヤフラム３０６が中立状態から弁体３０３側
（ダイヤフラム３０６の厚み方向他端側）に向けて変位
したときに弁口３０３を閉じ、厚み方向一端側に向けて
変位したときに弁口３０３の開度（弁口３０３を閉じた
状態を基準とする弁体３０４の変位量）が最大となるよ
うに構成されている。 また、上流側空間３０１ｅに
は、密閉空間（ガス封入室）３０５が形成されており、
この密閉空間３０５は、密閉空間３０５内外の圧力差に
応じて変形変位する、ステンレス材からなる薄膜状のダ
イヤフラム（変位部材）３０６、およびダイヤフラム３
０６の厚み方向一端側に配設されたダイヤフラム上側支
持部材（形成部材）３０７から形成されている。
【００１３】一方、ダイヤフラム３０６の厚み方向他端
側には、ダイヤフラム上側支持部材（以下、上側支持部
材と略す。）３０７と共にダイヤフラム３０６を保持固
定するダイヤフラム下側支持部材（保持部材）３０８が
配設されており、このダイヤフラム下側支持部材（以
下、下側支持部材と略す。）３０８のうち、ダイヤフラ
ム３０６に形成された変形促進部（変位部材変形部）３
０６ａに対応する部位には、図３、４に示すように、変
形促進部３０６ａに沿う形状に形成された凹部（保持部
材変形部）３０８ａが形成されている。
側には、ダイヤフラム上側支持部材（以下、上側支持部
材と略す。）３０７と共にダイヤフラム３０６を保持固
定するダイヤフラム下側支持部材（保持部材）３０８が
配設されており、このダイヤフラム下側支持部材（以
下、下側支持部材と略す。）３０８のうち、ダイヤフラ
ム３０６に形成された変形促進部（変位部材変形部）３
０６ａに対応する部位には、図３、４に示すように、変
形促進部３０６ａに沿う形状に形成された凹部（保持部
材変形部）３０８ａが形成されている。
【００１４】なお、変形促進部３０６ａとは、ダイヤフ
ラム３０６の径外方側の一部を波状に変形させたもの
で、ダイヤフラム３０６が密閉空間３０５内外の圧力差
に略比例して変形変位するようにするためのものであ
る。また、下側支持部材３０８のうちダイヤフラム３０
６に面する部位には、弁口３０３が弁体３０４により閉
じられた状態において、弁体３０４のうちダイヤフラム
３０６に接触する面３０４ａに対して略同一面となる下
側平面部（保持部材平面部）３０８ｂが形成されてい
る。
ラム３０６の径外方側の一部を波状に変形させたもの
で、ダイヤフラム３０６が密閉空間３０５内外の圧力差
に略比例して変形変位するようにするためのものであ
る。また、下側支持部材３０８のうちダイヤフラム３０
６に面する部位には、弁口３０３が弁体３０４により閉
じられた状態において、弁体３０４のうちダイヤフラム
３０６に接触する面３０４ａに対して略同一面となる下
側平面部（保持部材平面部）３０８ｂが形成されてい
る。
【００１５】また、ダイヤフラム３０６の厚み方向一端
側（密閉空間３０５内）には、図２に示すように、ダイ
ヤフラム３０６を介して弁体３０４に対して弁口３０３
を閉じる向きの弾性力を作用させる第１コイルばね（第
１弾性部材）３０９が配設されており、一方、ダイヤフ
ラム３０６の厚み方向他端側には、弁体３０４に対して
弁口３０３を開く向きの弾性力を作用させる第２コイル
バネ（第２弾性部材）３１０が配設されている。
側（密閉空間３０５内）には、図２に示すように、ダイ
ヤフラム３０６を介して弁体３０４に対して弁口３０３
を閉じる向きの弾性力を作用させる第１コイルばね（第
１弾性部材）３０９が配設されており、一方、ダイヤフ
ラム３０６の厚み方向他端側には、弁体３０４に対して
弁口３０３を開く向きの弾性力を作用させる第２コイル
バネ（第２弾性部材）３１０が配設されている。
【００１６】また、３１１は第１コイルばね３０９のば
ね座を兼ねるプレート（剛体）であり、このプレート３
１１は、ダイヤフラム３０６より剛性が高くなるように
所定の厚みを有して金属にて構成されている。そして、
プレート３１１は、図３、４に示すように、上側支持部
材３０７に形成された段付き部（ストッパ部）３０７ａ
に接触することにより、ダイヤフラム３０６が、その厚
み方向一端側（密閉空間３０５側）に向けて所定値以上
に変位することを規制している。
ね座を兼ねるプレート（剛体）であり、このプレート３
１１は、ダイヤフラム３０６より剛性が高くなるように
所定の厚みを有して金属にて構成されている。そして、
プレート３１１は、図３、４に示すように、上側支持部
材３０７に形成された段付き部（ストッパ部）３０７ａ
に接触することにより、ダイヤフラム３０６が、その厚
み方向一端側（密閉空間３０５側）に向けて所定値以上
に変位することを規制している。
【００１７】そして、上側支持部材３０７には、プレー
ト３１１と段付き部３０７ａとが接触したときに、プレ
ート３１１のうちダイヤフラム３０６に接触する面３１
１ａに対して略同一面となる上側平面部（形成部材平面
部）３０７ｂが形成されている。因みに、上側支持部材
３０７の円筒部３０７ｃの内壁は、第１コイルばね３０
９の案内部をも兼ねている。
ト３１１と段付き部３０７ａとが接触したときに、プレ
ート３１１のうちダイヤフラム３０６に接触する面３１
１ａに対して略同一面となる上側平面部（形成部材平面
部）３０７ｂが形成されている。因みに、上側支持部材
３０７の円筒部３０７ｃの内壁は、第１コイルばね３０
９の案内部をも兼ねている。
【００１８】なお、プレート３１１および弁体３０４
は、両コイルばね３０９、３１０により互いにダイヤフ
ラム３０６に向けて押し付けられているので、プレート
３１１、弁体３０４およびダイヤフラム３０６は互いに
接触した状態で一体的に変位（稼働）する。ところで、
図２中、３１２は第２コイルばね３１０が弁体３０４に
対して作用させる弾性力を調節するとともに、第２コイ
ルばね３１０のプレートを兼ねる調節ネジ（弾性力調節
機構）であり、この調節ネジ３１２は、隔壁部３０２に
形成された雌ねじ３０２ａにネジ結合している。因み
に、両コイルバネ３０９、３１０による初期荷重（弁口
３０３を閉じた状態での弾性力）は、ダイヤフラム３０
６での圧力換算で約１ＭＰａである。
は、両コイルばね３０９、３１０により互いにダイヤフ
ラム３０６に向けて押し付けられているので、プレート
３１１、弁体３０４およびダイヤフラム３０６は互いに
接触した状態で一体的に変位（稼働）する。ところで、
図２中、３１２は第２コイルばね３１０が弁体３０４に
対して作用させる弾性力を調節するとともに、第２コイ
ルばね３１０のプレートを兼ねる調節ネジ（弾性力調節
機構）であり、この調節ネジ３１２は、隔壁部３０２に
形成された雌ねじ３０２ａにネジ結合している。因み
に、両コイルバネ３０９、３１０による初期荷重（弁口
３０３を閉じた状態での弾性力）は、ダイヤフラム３０
６での圧力換算で約１ＭＰａである。
【００１９】また、３１３は密閉空間３０５内外に渡っ
て上側支持部材３０７を貫通し、密閉空間３０５内にＣ
Ｏ2 を封入するための封入管（貫通部材）であり、この
封入管３１３は、ステンレス製の上側支持部材３０７よ
り熱伝導率の大きい銅等の材料から構成されている。な
お、下側支持部材３０８もステンレス製である。そし
て、封入管３１３は、弁口３０３が閉じられた状態にお
ける密閉空間３０５内体積に対して約６００ｋｇ／ｍ3
の密度で封入した後、その端部を溶接等の接合手段によ
り閉塞される。
て上側支持部材３０７を貫通し、密閉空間３０５内にＣ
Ｏ2 を封入するための封入管（貫通部材）であり、この
封入管３１３は、ステンレス製の上側支持部材３０７よ
り熱伝導率の大きい銅等の材料から構成されている。な
お、下側支持部材３０８もステンレス製である。そし
て、封入管３１３は、弁口３０３が閉じられた状態にお
ける密閉空間３０５内体積に対して約６００ｋｇ／ｍ3
の密度で封入した後、その端部を溶接等の接合手段によ
り閉塞される。
【００２０】なお、３１４は、隔壁部３０２〜封入管３
１３からなるエレメントケース３１５をケーシング本体
３０１ｃ内に固定する円錐ばねであり、３１６はエレメ
ントケース３１５（隔壁部３０２）とケーシング本体３
０１ｃとの隙間を密閉するＯリングである。因みに、図
５の（ａ）はエレメントケース３１５のＡ矢視図であ
り、図５の（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図であり、図５から
明らかなように、弁口３０３は隔壁部３０２の側面側に
て上流側空間３０１ｅに連通している。
１３からなるエレメントケース３１５をケーシング本体
３０１ｃ内に固定する円錐ばねであり、３１６はエレメ
ントケース３１５（隔壁部３０２）とケーシング本体３
０１ｃとの隙間を密閉するＯリングである。因みに、図
５の（ａ）はエレメントケース３１５のＡ矢視図であ
り、図５の（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図であり、図５から
明らかなように、弁口３０３は隔壁部３０２の側面側に
て上流側空間３０１ｅに連通している。
【００２１】ここで、密閉空間３０５へのＣＯ2 の封入
方法について述べる。図６は、ＣＯ2 を所定密度で封入
する冷媒封入装置１００模式図であり、１０１は圧力制
御弁３を収納するとともに、雰囲気温度をＣＯ2 の臨界
温度Ｔｃ以上の所定温度（本実施形態では約４０℃）に
保つ恒温室である。因みに、臨界温度Ｔｃとは、周知の
ごとく、冷媒の臨界圧力Ｐｃに対応する温度であり、Ｃ
Ｏ2 では約３１℃である。
方法について述べる。図６は、ＣＯ2 を所定密度で封入
する冷媒封入装置１００模式図であり、１０１は圧力制
御弁３を収納するとともに、雰囲気温度をＣＯ2 の臨界
温度Ｔｃ以上の所定温度（本実施形態では約４０℃）に
保つ恒温室である。因みに、臨界温度Ｔｃとは、周知の
ごとく、冷媒の臨界圧力Ｐｃに対応する温度であり、Ｃ
Ｏ2 では約３１℃である。
【００２２】なお、本実施形態では、密閉空間３０５は
エレメントケース３１５内に形成されているため、恒温
室１０１内には、圧力制御弁３全体ではなく、エレメン
トケース３１５のみを収納している。また、１０２は高
圧（密閉空間３０５への封入圧より高い圧力であって、
本実施形態では約１３ＭＰａである。）のＣＯ2 が封入
された制御ガスタンク（以下、タンク略す。）であり、
このタンク１０２には、タンク１０２の吐出圧を一定に
保つレギュレータ１０３が備えられ、封入管３１３は、
レギュレータ１０３を介してタンク１０２に接続されて
いる。
エレメントケース３１５内に形成されているため、恒温
室１０１内には、圧力制御弁３全体ではなく、エレメン
トケース３１５のみを収納している。また、１０２は高
圧（密閉空間３０５への封入圧より高い圧力であって、
本実施形態では約１３ＭＰａである。）のＣＯ2 が封入
された制御ガスタンク（以下、タンク略す。）であり、
このタンク１０２には、タンク１０２の吐出圧を一定に
保つレギュレータ１０３が備えられ、封入管３１３は、
レギュレータ１０３を介してタンク１０２に接続されて
いる。
【００２３】また、タンク１０２およびレギュレータ１
０３は、エレメントケース３１５と同様に恒温室１０４
内に収納されており、この恒温室１０４は、エレメント
ケース３１５が収納された恒温室１０１内の温度より高
い温度（本実施形態では約４５℃）に保たれている。な
お、本実施形態では、タンク１０２、レギュレータ１０
３および恒温室１０４により密閉空間３０５内に前記冷
媒を所定圧力で封入する冷媒封入手段を構成している。
０３は、エレメントケース３１５と同様に恒温室１０４
内に収納されており、この恒温室１０４は、エレメント
ケース３１５が収納された恒温室１０１内の温度より高
い温度（本実施形態では約４５℃）に保たれている。な
お、本実施形態では、タンク１０２、レギュレータ１０
３および恒温室１０４により密閉空間３０５内に前記冷
媒を所定圧力で封入する冷媒封入手段を構成している。
【００２４】そして、以上に述べた冷媒封入装置１００
において、タンク１０２のバルブ（図示せず）を開いて
タンク１０２内のＣＯ2 を密閉空間３０５に導き、密閉
空間３０５内の温度が恒温室１０１内の雰囲気温度と等
しくなるまで、バルブを開いた状態を保持する。その
後、封入管３１３の先端を押し潰して、封入管３１３を
仮閉塞した後に、溶接等接合手段により確実に封入管３
１３を閉塞する。
において、タンク１０２のバルブ（図示せず）を開いて
タンク１０２内のＣＯ2 を密閉空間３０５に導き、密閉
空間３０５内の温度が恒温室１０１内の雰囲気温度と等
しくなるまで、バルブを開いた状態を保持する。その
後、封入管３１３の先端を押し潰して、封入管３１３を
仮閉塞した後に、溶接等接合手段により確実に封入管３
１３を閉塞する。
【００２５】次に、本実施形態に係る圧力制御弁３の作
動を述べる。密閉空間３０５内には、約６００ｋｇ／ｍ
3 でＣＯ2 が封入されているので、密閉空間３０５内圧
と温度とは、図７に示される６００ｋｇ／ｍ3 の等密度
線に沿って変化する。したがって、例えば密閉空間３０
５内温度が２０℃の場合には、その内圧は約５．８ＭＰ
ａである。また、弁体３０４には、密閉空間３０５の内
圧と両コイルばね３０９、３１０による初期荷重とが同
時に作用しているので、その作用圧力は約６．８ＭＰａ
である。
動を述べる。密閉空間３０５内には、約６００ｋｇ／ｍ
3 でＣＯ2 が封入されているので、密閉空間３０５内圧
と温度とは、図７に示される６００ｋｇ／ｍ3 の等密度
線に沿って変化する。したがって、例えば密閉空間３０
５内温度が２０℃の場合には、その内圧は約５．８ＭＰ
ａである。また、弁体３０４には、密閉空間３０５の内
圧と両コイルばね３０９、３１０による初期荷重とが同
時に作用しているので、その作用圧力は約６．８ＭＰａ
である。
【００２６】したがって、放熱器２側である上流側空間
３０１ｅの圧力が６．８ＭＰａ以下の場合には、弁口３
０３は弁体３０４によって閉止され、また、上流側空間
３０１ｅの圧力が６．８ＭＰａを越えると、弁口３０３
は開弁する。同様に、例えば密閉空間１２内温度が４０
℃の場合には、密閉空間３０５の内圧は図８より約９．
７ＭＰａであり、弁体３０４に作用する作用力は約１
０．７ＭＰａである。したがって、上流側空間３０１ｅ
の圧力が１０．７ＭＰａ以下の場合には、弁口３０３は
弁来３０４によって閉止され、また、上流側空間３０１
１ｅの圧力が１０．７ＭＰａを越えると、弁口３０３は
開弁する。 次に、ＣＯ 2 サイクルの作動を図７を用い
て説明する。
３０１ｅの圧力が６．８ＭＰａ以下の場合には、弁口３
０３は弁体３０４によって閉止され、また、上流側空間
３０１ｅの圧力が６．８ＭＰａを越えると、弁口３０３
は開弁する。同様に、例えば密閉空間１２内温度が４０
℃の場合には、密閉空間３０５の内圧は図８より約９．
７ＭＰａであり、弁体３０４に作用する作用力は約１
０．７ＭＰａである。したがって、上流側空間３０１ｅ
の圧力が１０．７ＭＰａ以下の場合には、弁口３０３は
弁来３０４によって閉止され、また、上流側空間３０１
１ｅの圧力が１０．７ＭＰａを越えると、弁口３０３は
開弁する。 次に、ＣＯ 2 サイクルの作動を図７を用い
て説明する。
【００２７】ここで、例えば放熱器２の出口側温度が４
０℃、かつ、放熱器２出口圧力が１０．７ＭＰａ以下の
ときは、前述のように、圧力制御弁３は閉じているの
で、圧縮機１は、アキュームレータ５内に蓄えられたＣ
Ｏ2 を吸引して放熱器２へ向けて吐出する。これによ
り、放熱器２の出口側圧力が上昇していく（ｂ’−ｃ’
→ｂ”−ｃ”）。
０℃、かつ、放熱器２出口圧力が１０．７ＭＰａ以下の
ときは、前述のように、圧力制御弁３は閉じているの
で、圧縮機１は、アキュームレータ５内に蓄えられたＣ
Ｏ2 を吸引して放熱器２へ向けて吐出する。これによ
り、放熱器２の出口側圧力が上昇していく（ｂ’−ｃ’
→ｂ”−ｃ”）。
【００２８】そして遂に、放熱器２の出口側圧力が１
０．７ＭＰａを越える（Ｂ−Ｃ）と圧力制御弁３が開弁
するので、ＣＯ2 は減圧しながら気相状態から気液２相
状態に相変化して（Ｃ−Ｄ）蒸発器４内に流れ込む。そ
して、蒸発器４内で蒸発して（Ｄ−Ａ）空気を冷却した
後、再びアキュームレータ５に還流する。このとき、放
熱器２の出口側圧力が再び低下するので、圧力制御弁３
は再び閉じる。
０．７ＭＰａを越える（Ｂ−Ｃ）と圧力制御弁３が開弁
するので、ＣＯ2 は減圧しながら気相状態から気液２相
状態に相変化して（Ｃ−Ｄ）蒸発器４内に流れ込む。そ
して、蒸発器４内で蒸発して（Ｄ−Ａ）空気を冷却した
後、再びアキュームレータ５に還流する。このとき、放
熱器２の出口側圧力が再び低下するので、圧力制御弁３
は再び閉じる。
【００２９】すなわち、このＣＯ2 サイクルは、圧力制
御弁３を閉じるにより、放熱器２の出口側圧力を所定の
圧力まで昇圧させた後、ＣＯ2 を減圧、蒸発させて空気
を冷却するものである。なお、放熱器２の出口側温度が
２０℃の場合も、前述の作動と同様に、圧力制御弁３
は、放熱器２の出口側圧力を約６．８ＭＰａまで昇圧さ
せた後、開弁する。
御弁３を閉じるにより、放熱器２の出口側圧力を所定の
圧力まで昇圧させた後、ＣＯ2 を減圧、蒸発させて空気
を冷却するものである。なお、放熱器２の出口側温度が
２０℃の場合も、前述の作動と同様に、圧力制御弁３
は、放熱器２の出口側圧力を約６．８ＭＰａまで昇圧さ
せた後、開弁する。
【００３０】（その他の実施形態）ところで、上述の実
施形態では、タンク１０２が収納された恒温室１０４の
温度をエレメントケース３１５（圧力制御弁３）が収納
された恒温室１０１の温度より高くしたが、これは、確
実にタンク１０２内のＣＯ2 を密閉空間３０５内封入す
るためであり、この温度は、タンク１０２内のＣＯ2 密
度により変更してもよい。
施形態では、タンク１０２が収納された恒温室１０４の
温度をエレメントケース３１５（圧力制御弁３）が収納
された恒温室１０１の温度より高くしたが、これは、確
実にタンク１０２内のＣＯ2 を密閉空間３０５内封入す
るためであり、この温度は、タンク１０２内のＣＯ2 密
度により変更してもよい。
【００３１】また、タンク１０２内の圧力を密閉空間３
０５の封入圧力以下として、ポンプ等によって加圧して
冷媒を封入してもよい。また、封入管３１３の閉塞方法
は、レーザ溶接（図８参照）又は封入管３１３の先端に
ろう材を被覆するとともに、コイル１０５にて誘導加熱
してろう付けしてもよい（図９参照）。
０５の封入圧力以下として、ポンプ等によって加圧して
冷媒を封入してもよい。また、封入管３１３の閉塞方法
は、レーザ溶接（図８参照）又は封入管３１３の先端に
ろう材を被覆するとともに、コイル１０５にて誘導加熱
してろう付けしてもよい（図９参照）。
【００３２】なお、この場合、封入管３１３の閉塞する
部分は、恒温室１０１の温度と等しくするとともに、密
閉空間３０５と同圧の雰囲気中で行う必要がある。ま
た、封入管３１３は、溶接等の加熱によって密閉空間３
０５内の温度が過度に上昇することがない程度に十分な
長さを確保することが望ましい。また、本発明に係る冷
媒の封入方法は、ＣＯ2 サイクルに使用が限定されるも
のではなく、例えば、エチレン、エタン、酸化窒素等の
超臨界域で使用する冷媒を用いた蒸気圧縮式冷凍サイク
ルにも適用することができる。
部分は、恒温室１０１の温度と等しくするとともに、密
閉空間３０５と同圧の雰囲気中で行う必要がある。ま
た、封入管３１３は、溶接等の加熱によって密閉空間３
０５内の温度が過度に上昇することがない程度に十分な
長さを確保することが望ましい。また、本発明に係る冷
媒の封入方法は、ＣＯ2 サイクルに使用が限定されるも
のではなく、例えば、エチレン、エタン、酸化窒素等の
超臨界域で使用する冷媒を用いた蒸気圧縮式冷凍サイク
ルにも適用することができる。
【図１】ＣＯ2 サイクルの模式図である。
【図２】圧力制御弁の断面図である。
【図３】開弁状態を示すダイヤフラム部分の拡大図であ
る。
る。
【図４】閉弁状態を示すダイヤフラム部分の拡大図であ
る。
る。
【図５】（ａ）は図４のＡ矢視図であり、（ｂ）は
（ａ）のＢ矢視図である。
（ａ）のＢ矢視図である。
【図６】冷媒封入装置の模式図である。
【図７】ＣＯ2 のモリエル線図である。
【図８】封入管の閉塞方法を示す模式図である。
【図９】封入管の閉塞方法を示す模式図である。
１０１…恒温室、１０２…制御ガスタンク、１０３…レ
ギュレータ、１０４…恒温室。
ギュレータ、１０４…恒温室。
Claims (3)
- 【請求項１】 放熱器（２）内の圧力が冷媒の臨界圧力
（Ｐｃ）を越える蒸気圧縮式冷凍サイクルに適用される
とともに、前記放熱器（２）出口側の冷媒温度に応じて
前記放熱器（２）出口側圧力を制御する圧力制御弁
（３）において、 前記圧力制御弁（３）内に形成された密閉空間（３０
５）に、前記冷媒を所定密度で封入する冷媒封入方法で
あって、 前記密閉空間（３０５）内の温度が前記冷媒の臨界温度
（Ｔｃ）以上の所定温度となった状態にて、前記密閉空
間（３０５）内の圧力が所定圧力となるように前記冷媒
を封入することを特徴とする冷媒封入方法。 - 【請求項２】 雰囲気温度を前記所定温度に保つ恒温室
（１０１）内に前記圧力制御弁（３）を配設した状態
で、前記密閉空間（３０５）内に前記冷媒を封入するこ
とを特徴とする請求項１に記載の冷媒封入方法。 - 【請求項３】 放熱器（２）内の圧力が冷媒の臨界圧力
（Ｐｃ）を越える蒸気圧縮式冷凍サイクルに適用される
とともに、前記放熱器（２）出口側の冷媒温度に応じて
前記放熱器（２）出口側圧力を制御する圧力制御弁
（３）において、 前記圧力制御弁（３）内に形成された密閉空間（３０
５）に、前記冷媒を所定密度で封入する冷媒封入装置で
あって、 前記圧力制御弁（３）を収納し、雰囲気温度を前記冷媒
の臨界温度（Ｔｃ）以上の所定温度に保つ恒温室（１０
１）と、 前記密閉空間（３０５）内に前記冷媒を所定圧力で封入
する冷媒封入手段（１０２、１０３、１０４）とを有す
ることを特徴とする冷媒封入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29450597A JP3867370B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 冷媒封入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29450597A JP3867370B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 冷媒封入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132602A true JPH11132602A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3867370B2 JP3867370B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=17808654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29450597A Expired - Fee Related JP3867370B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 冷媒封入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3867370B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002349732A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-04 | Saginomiya Seisakusho Inc | リリーフ弁およびリリーフ弁付き高圧制御弁および超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル装置 |
| WO2008010519A1 (fr) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Daikin Industries, Ltd. | Procédé de chargement de réfrigérant de dispositif de réfrigération au dioxyde de carbone |
| EP2051029A4 (en) * | 2006-08-10 | 2015-03-11 | Daikin Ind Ltd | METHOD FOR FILLING THE HEATER IN A REFRIGERATION DEVICE USING CARBON DIOXIDE AS A COOPERATOR |
| CN107806727A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-16 | 广东美的暖通设备有限公司 | 对空调热泵系统进行冷媒充注时的判断方法、装置 |
-
1997
- 1997-10-27 JP JP29450597A patent/JP3867370B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002349732A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-04 | Saginomiya Seisakusho Inc | リリーフ弁およびリリーフ弁付き高圧制御弁および超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル装置 |
| KR101277709B1 (ko) * | 2006-07-21 | 2013-06-24 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 이산화탄소를 냉매로서 이용하는 냉동 장치에 있어서의 냉매 충전 방법 |
| JP2008025924A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Daikin Ind Ltd | 二酸化炭素を冷媒として用いる冷凍装置における冷媒充填方法 |
| EP2051028A1 (en) * | 2006-07-21 | 2009-04-22 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant loading method for refrigeration device using carbon dioxide as refrigerant |
| AU2007276161B2 (en) * | 2006-07-21 | 2010-07-29 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant charging method for refrigeration device having carbon dioxide as refrigerant |
| CN102645063A (zh) * | 2006-07-21 | 2012-08-22 | 大金工业株式会社 | 将二氧化碳用作制冷剂的制冷装置的制冷剂填充方法 |
| WO2008010519A1 (fr) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Daikin Industries, Ltd. | Procédé de chargement de réfrigérant de dispositif de réfrigération au dioxyde de carbone |
| US8479526B2 (en) | 2006-07-21 | 2013-07-09 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant charging method for refrigeration device having carbon dioxide as refrigerant |
| EP2051028A4 (en) * | 2006-07-21 | 2014-06-25 | Daikin Ind Ltd | REFRIGERANT FILLING PROCESS FOR COOLING DIOXIDE USED AS REFRIGERANT COOLING DEVICE |
| US9869498B2 (en) | 2006-07-21 | 2018-01-16 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant charging method for refrigeration device having carbon dioxide as refrigerant |
| EP2051029A4 (en) * | 2006-08-10 | 2015-03-11 | Daikin Ind Ltd | METHOD FOR FILLING THE HEATER IN A REFRIGERATION DEVICE USING CARBON DIOXIDE AS A COOPERATOR |
| CN107806727A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-16 | 广东美的暖通设备有限公司 | 对空调热泵系统进行冷媒充注时的判断方法、装置 |
| CN107806727B (zh) * | 2017-10-24 | 2020-04-03 | 广东美的暖通设备有限公司 | 对空调热泵系统进行冷媒充注时的判断方法、装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3867370B2 (ja) | 2007-01-10 |
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