JPH1114203A - 冷凍サイクルの空気除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】冷凍サイクル内に残存する空気は、非凝縮性の
ガスとして冷凍能力を下げたり有害であるので除去する
が従来のように真空ポンプを用いる場合はそのために電
源が必要であり、また冷媒による置換はフロンの大気放
出はオゾン層破壊や地球温暖化の問題があった。 【解決手段】室外ユニット５と室内ユニット６とを結ぶ
接続管７の室外ユニット出入口三方弁２５，２７の出入
口を閉じ分岐口から配管２４を弁を介してゲージマニホ
ールド２２に接続する。マニホールドの他の二つの出入
口２３には特定種のガスのボンベをつなぎ、出入口弁２
６には特定種のガスを吸収する容器１３を接続する。特
定種ガスの導入口よりガスを配管２４、室内機７を介し
て押しこみ押し出された空気は弁２７から大気中に放出
されついで弁２７，２３を閉じ弁２６を開くと系内の特
定種ガスはボンベ１３に吸収され系内は真空となり弁２
６を閉じ、弁２５，２７を開き冷媒を系に入れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルの空
気除去装置に関し、更に詳しくは電気冷蔵庫、空調機、
冷蔵または冷凍倉庫、ショーケース等の冷凍圧縮機を有
する冷凍サイクルの施工時における冷凍サイクルへの冷
媒循環前に冷凍サイクルの一部または全部に存在する空
気を除去する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫、自動販売機及び空調機等に用い
られる冷凍サイクルは、冷凍圧縮機、熱交換器、及び、
キャピラリーチューブ等の膨張機構を有する冷媒流量制
御部を銅管の配管にて接続して構成される機構的な部分
と、冷媒、潤滑油組成物等の冷凍サイクル内部に充填さ
れる流体から構成されている。

【０００３】その施工においては、冷媒充填工程の前に
冷凍サイクル内に存在する空気成分を除去するために真
空ポンプを利用して冷凍サイクルを排気していた。

【０００４】冷凍圧縮機、熱交換器を有する室外ユニッ
トと、冷凍空調がなされる部位に設置される熱交換器を
有する室内ユニットを銅管の配管にて接続して構成され
る分離型空調機の冷凍サイクルでは、予め室外ユニット
側に冷媒の一部あるいは全部と潤滑油組成物を充填しサ
ービスバルブを閉じておき、施工時に接続配管を用いて
室内機側熱交換器と接続して冷凍サイクルを形成するの
が一般的である。

【０００５】このように配管を接続しただけでは室内側
熱交換器と接続配管内には空気が残っている。この空気
を取り除くためにサービスバルブのポートに真空ポンプ
を接続し空気を除いてからサービスバルブを開き室内ユ
ニットと室外ユニットを連結して冷凍サイクルを形成し
ていた。

【０００６】また、簡易的には施工時にサービスバルブ
を開いて室外ユニット中の冷媒を配管と室内ユニットへ
流し、もうひとつのサービスバルブのポートより空気を
含んだ冷媒を放出することにより配管内の気体を置換す
る操作が行われていた。

【０００７】これらの方法に対して、特開平３−７０９
５３号公報においては、冷凍サイクル内を酸素に置換し
た後冷媒充填を実施し、冷凍サイクルに装備された酸素
固定剤で酸素を固定化することによる真空ポンプを使用
しない冷凍サイクルの製造方法を開示している。

【０００８】また、特開平７−１５９００４号公報にお
いては、冷凍圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブの
膨張機構部及び蒸発器のうち、凝縮器あるいは蒸発器の
一方または凝縮器あるいは蒸発器の一方と膨張機構部が
分離され配管で接続されるセパレート型の冷凍サイクル
において、冷凍サイクルの一部に空気中の水分、酸素、
窒素、炭酸ガス等のうち２種類以上を吸収できる物質を
封入する方法を開示している。

【０００９】また、特開平７−２６９９９４号公報では
冷媒循環系に酸素吸収剤を配する冷凍サイクルを開示し
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】冷凍サイクル内に残存
する空気は、非凝縮性ガスとして冷凍能力を下げたり、
酸素や水分が冷凍サイクル内物質の劣化を促進するので
必ず除去する必要がある。

【００１１】しかし、上記一番目の冷凍サイクルを真空
ポンプにより排気する方法では、冷凍サイクルが分離型
の空調機などの場合、施工現場で真空ポンプを稼働させ
るために電源が利用可能である必要があり、常に利用で
きる簡便な方法とは呼べなかった。

【００１２】上記二番目の室内ユニット並びに作動媒体
の流路配管部分の空気の冷媒による置換方法では、冷媒
であるフロンの大気放出がつきまとうので、地球環境的
にみてオゾン層破壊あるいは地球温暖化の問題から好ま
しくなかった。

【００１３】上記三番目の冷凍サイクル内を酸素に置換
した後冷媒充填を実施し、冷凍サイクルに装備された酸
素固定剤で酸素を固定化する方法では、酸素の冷凍機油
劣化に及ぼす影響が迅速であるために充分効果を発揮で
きないとともに酸素吸収剤が冷媒や冷凍機油に悪影響を
及ぼす可能性があった。

【００１４】上記四番目の冷凍サイクル中の一部に水
分、酸素、窒素、炭酸ガス等のガスの中で２つ以上吸収
できる物質を封入するというものは、冷凍サイクル中に
封入するため封入する吸収性物質が冷媒や冷凍機油等に
悪影響を及ぼす可能性があった。

【００１５】上記五番目の冷媒循環系に酸素吸収剤を配
するものに関しても酸素吸収剤が冷媒や冷凍機油に悪影
響を及ぼす可能性があった。

【００１６】本発明は、このような従来の施工方法を考
慮し、簡単でしかも環境に好ましいように、冷凍サイク
ルの施工において冷凍サイクルへの冷媒循環前に冷凍サ
イクル中の空気を除去する装置を提供することを目的と
するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、特定種のガス
を吸収する装置と、この装置と冷凍サイクルを接続する
配管により構成される冷凍サイクルへの冷媒循環前に冷
凍サイクルの一部または全部に存在する空気を除去する
装置において、前記配管と前記特定種のガスを吸収する
装置が連結時にのみ、前記配管内部と前記特定種のガス
を吸収する装置の内部を連結する接続器を有することを
特徴とする冷凍サイクルの空気除去装置である。

【００１８】また、本発明は、特定種のガスを吸収する
装置と、この装置と冷凍サイクルを接続する配管により
構成される冷凍サイクルへの冷媒循環前に冷凍サイクル
の一部または全部に存在する空気を除去する装置におい
て、前記特定種のガスを吸収する装置が、容器口部から
内部に挿入され、管壁に孔を有する管と、前記特定種の
ガスを吸収する物質とを備えたことを特徴とする冷凍サ
イクルの空気除去装置である。

【００１９】

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

【００２０】まず本発明の実施の形態が適用される冷凍
サイクルについて図を用いて説明する。図１は本発明の
実施の形態で適用される冷凍サイクルの構成図であり、
冷凍圧縮機１、熱交換器２ａ、キャピラリーチューブあ
るいは膨張弁等の冷媒流量制御部３とこれらを連結する
配管４を有する室外ユニット５と、冷凍空調がなされる
部位に設置される熱交換器２ｂを有する室内ユニット６
とを接続管７、バルブ８ａ、８ｂおよびフレアナット９
ａ、９ｂで連結することにより構成されている。この場
合、四方弁１０を有するので、熱交換器２ａ、２ｂの凝
縮または蒸発という機能を交換することができる。さら
にアキュムレータ１１を装備していてもよい。

【００２１】冷媒の流れとしては、冷房運転をする場合
には冷凍圧縮機１によって圧縮された冷媒が熱交換器２
ａにおいて放熱し、液化状態となり冷媒流量制御部３を
通過することにより低温の気液混合冷媒となり室内ユニ
ット５内の熱交換器２ｂにおいて吸熱気化し再度冷凍圧
縮機に吸い込まれるといったサイクルをとる。四方弁１
０の回転により流路が切り替わると、熱交換器２ｂで凝
縮して熱交換器２ａで蒸発し暖房運転となる。

【００２２】本発明の実施の形態が適用される冷凍サイ
クルは、必ずしも図１のように冷房と暖房双方が可能で
ある冷凍サイクルに限定されず、四方弁による熱交換器
の機能交換ができない冷房又は暖房専用の冷凍サイクル
であってもよい。

【００２３】さらに上述したような冷媒圧縮式の冷凍サ
イクルではない冷媒加熱式冷凍サイクルなどにも適用で
きる。

【００２４】次に、本発明の実施の形態の、冷凍サイク
ルの一部または全部に存在する空気を除去する装置につ
いて説明する。

【００２５】本発明の冷凍サイクルの一部または全部に
存在する空気を除去する装置１２は、図２のように特定
種のガスを吸収する装置１３と、配管１４と、配管１４
内部と装置１３の内部を連結するための接続器１５ａ，
ｂにて連結して構成される。

【００２６】特定種のガスを吸収する装置１３は、配管
１４と接続器１５ａ，ｂを介して接続されるまで接続器
１５ｂが閉鎖しているので、吸収すべきガスと接触しな
いため、使用時まで吸収能を低下させることがない。

【００２７】また、装置１３が冷凍サイクル中の特定種
のガスを吸収して、冷凍サイクルの一部又は全部が減圧
された時点で、接続器１５ａ，ｂの分離を行っても接続
器１５ａが閉鎖するので、配管１４側も外気と遮断され
るため新たに減圧された冷凍サイクルの一部又は全部に
外気が侵入することがない。

【００２８】特定種のガスとしては、空気の主たる成分
である窒素や酸素であっても構わないし、予め冷凍サイ
クルの一部又は全部に存在する空気を特定種のガスに置
換した後、これを吸収させても良いので、特に限定され
ない。

【００２９】配管１４は、冷凍サイクル側との接続口１
６や接続器１５ａ以外に、特定種のガスを冷凍サイクル
側へ導入するための接続部分を有していても良い。

【００３０】特定種のガスが二酸化炭素である場合に
は、合成ゼオライトを装置１３に収納される吸収物質と
して用いることにより、迅速に二酸化炭素を吸収できる
ので、特に好ましい構成である。たとえば図３のような
構成で、特定種のガスを発生する装置１７と特定種のガ
スを吸収する装置１３を配管１４に接続可能な形態とす
ることもできる。その場合、特定種のガスを発生する装
置１７の脱着のために、配管１４内が外気と接触しない
ようにバルブ１８などを有していることが好ましい。

【００３１】以下にさらに具体的実施例を示す。

【００３２】図３のような構成の冷凍サイクルの一部ま
たは全部に存在する空気を除去する装置１２において、
二酸化炭素を特定種のガスとし、特定種のガスを発生す
る装置１７として二酸化炭素を5l充填したボンベ缶を、
また特定種のガスを吸収する装置１３としてＸ型合成ゼ
オライト（東ソー（株）ゼオラムF-9 HA）100gを充填し
た金属容器を、接続器１５ａ，ｂとしてカプラ（日東工
器（株）SP-Vカプラ）を用いた。

【００３３】5mまたは20mの室内−室外接続配管で接続
したルームエアコンの配管１４と室内機部分に存在する
空気を二酸化炭素で置換した後、接続器１５ａ，ｂを介
して特定種のガスを吸収する装置１３を連結し減圧し
た。約５分経過した時点で減圧速度が低下してきたの
で、接続器１５ａ，ｂから特定種のガスを吸収する装置
１３をはずし、さらに別の特定種のガスを吸収する装置
１７を接続して配管１４内部を減圧させた。

【００３４】配管１４内部の圧力をモニタした結果を図
４に示す。５ｍ配管と、２０ｍ配管の２つの場合につい
てモニタした。また、装置１３は２個用い途中で交換し
た。

【００３５】このように、冷媒を大気放出することなく
冷凍サイクル中に存在する空気を除去することができ、
さらに複数の吸収器１３の交換使用が可能であるので十
分に配管内部を減圧することができる。

【００３６】次に、本発明の別の実施の形態の空気を除
去する装置について説明する。

【００３７】図５のように、装置１３の容器１３１の内
部には特定種のガスを吸収する物質２１が充填されてお
り、該装置１３の口に連結された管１９は容器１３１内
部の奥まで伸びており、さらに、その管１９の管壁には
貫通孔２０が形成されている。

【００３８】このような構成であることにより、図６の
ように貫通孔２０が形成された管１９を有さない場合に
比べ、装置１３の口から吸入される特定種のガスが、物
質２１と接触する機会が増加するために、より迅速に特
定種のガスを吸収させることができる。

【００３９】特に、特定種のガスを吸収する物質が合成
ゼオライトである場合には、二酸化炭素のような極性物
質を吸着すると吸着熱を生成し、この発熱により合成ゼ
オライトの吸着能力が低下する。よって、本実施の形態
のように、特定種のガスを吸収する物質になるべく均等
にガスを吸収させたほうが、図６の場合のような、局所
的に高い吸着機会に接した場合に比べて、より迅速に特
定種のガスである二酸化炭素を吸収させることができ
る。

【００４０】次に、本発明の実施の形態が適用される冷
凍サイクルの施工例について説明する。

【００４１】冷凍圧縮機、熱交換器を有する室外ユニッ
トと、冷凍空調がなされる部位に設置される熱交換器を
有する室内ユニットとを流路配管にて接続して構成され
る冷凍サイクルの施工は次のように行われる。 １）室外ユニットと室内ユニットを流路配管にて結合
し、 ２）室外ユニットまたは流路配管の途中に冷凍サイクル
の一部または全部に存在する空気を除去する装置１３を
接続し、 ３）特定種のガスを吸収したのち冷凍サイクルの一部ま
たは全部に存在する空気を除去する装置１３を冷凍サイ
クルから切り放し、 ４）続いて冷凍サイクル中に冷媒を循環させる、ことに
よって、室内ユニットまたは流路配管部分の空気を除去
した冷凍サイクルの施工が可能になる。

【００４２】また、室内ユニットまたは流路配管部分の
空気を特定種のガスに置換する場合には、 １）室外ユニットと室内ユニットを流路配管にて結合し ２）室内ユニットまたは流路配管部分を特定種のガスで
置換し、 ３）室外ユニットまたは流路配管の途中に配した冷凍サ
イクルの一部または全部に存在する空気を除去する装置
１３により特定種のガスを除去し、 ４）そののち冷凍サイクルの一部または全部に存在する
空気を除去する装置１３を冷凍サイクルから切り放し ５）続いて冷凍サイクル中に冷媒を循環させる、ことに
よって、室内ユニットまたは流路配管部分の空気を除去
した冷凍サイクルの施工が可能になる。

【００４３】さらに図７を用いて具体的に本発明の実施
の形態が適用される冷凍サイクルの施工の一例について
説明する。

【００４４】空調機の室外機５のサービスポート２５と
ゲージマニホールド２２をチャージングホース２４にて
連結し、ゲージマニホールド２２の排気用ポートにバル
ブ２６を有する特定種のガスを吸収する装置１３を接続
し、ゲージマニホールド２２のチャージングホース２４
を接続した側のバルブとバルブ２６を開放することによ
って、室内機６と接続管７の内部の空気を除去すること
ができる。

【００４５】特定種のガスの吸収の前に、冷凍サイクル
の一部または全部に存在する空気を特定種のガスに置換
する場合には、特定種のガスの導入口２３からガスを導
入し、フレアナット２７を緩めて特定種のガスで配管内
部の空気を追い出し、その後フレアナット２７を締めた
後、上記と同様に特定種のガスの吸収操作を行えばよ
い。

【００４６】また、図８のように、本発明において用い
る特定種のガスを吸収する装置と冷凍サイクルを接続す
る配管と特定種のガスを吸収する装置が、前記バルブ２
６の代わりに第１番目の発明のように、連結時にのみ該
配管内部と特定種のガスを吸収する装置の内部を連結す
る接続器１５ａ，ｂを用いて構成される場合には、バル
ブ２６の開閉の代わりに特定種のガスを吸収する装置の
脱着を実施すればよい。

【００４７】

【発明の効果】上記述べたように本発明によれば、簡単
でしかも環境に好ましいように、冷凍サイクルの施工に
おいて冷凍サイクルへの冷媒循環前に冷凍サイクル中の
空気を除去する装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いる冷凍サイクルの簡略図である。

【図２】本発明の一実施の形態で用いる、冷凍サイクル
への冷媒循環前に冷凍サイクルの一部または全部に存在
する空気を除去する装置の概略図である。

【図３】本発明の一実施の形態で用いる、特定種のガス
を発生する装置が接続可能な冷凍サイクルへの冷媒循環
前に冷凍サイクルの一部または全部に存在する空気を除
去する装置の概略図である。

【図４】配管内部の圧力をモニタした結果を示すグラフ
である。

【図５】本発明の一実施の形態で用いる、特定種のガス
の吸収能力を示す図である。

【図６】本発明の一実施の形態で用いる、特定種のガス
を吸収する装置の概略図である。

【図７】本発明の一実施の形態が適用される冷凍サイク
ルの施工例での、冷凍サイクルと冷凍サイクルの一部ま
たは全部に存在する空気を除去する装置との接続例を示
す図である。

【図８】本発明の一実施の形態が適用される冷凍サイク
ルの施工例での、冷凍サイクルと冷凍サイクルの一部ま
たは全部に存在する空気を除去する装置との別の接続例
を示す図である。

【符号の説明】

１ 冷凍圧縮機 ２ 熱交換器 ３ 冷媒流量制御部 ４ 配管 ５ 室外ユニット ６ 室内ユニット ７ 接続管 ８ 三方バルブ ９ フレアナット １０ 四方弁 １１ アキュムレータ １２ 冷凍サイクルの一部または全部に存在する空
気を除去する装置 １３ 特定種のガスを吸収する装置（容器） １４ 配管 １５ａ，ｂ 接続器（クイックカプラ） １６ 冷凍サイクル側との接続口 １７ 特定種のガスを発生する装置 １８ バルブ １９ 管壁に貫通する孔を有する管 ２０ 内周側と外周側が貫通する孔 ２１ 特定種のガスを吸収する物質 ２２ ゲージマニホールド ２３ 特定種のガスの導入口 ２４ チャージングホース ２５ 空調機室外機のサービスポート ２６ バルブ ２７ フレアナット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定種のガスを吸収する装置と、この装
   置と冷凍サイクルを接続する配管により構成される冷凍
   サイクルへの冷媒循環前に冷凍サイクルの一部または全
   部に存在する空気を除去する装置において、前記配管と
   前記特定種のガスを吸収する装置が連結時にのみ、前記
   配管内部と前記特定種のガスを吸収する装置の内部を連
   結する接続器を有することを特徴とする冷凍サイクルの
   空気除去装置。
2. 【請求項２】 特定種のガスが二酸化炭素であり、前記
   特定種のガスを吸収する装置が内部に合成ゼオライトを
   保持することを特徴とする、請求項１に記載の冷凍サイ
   クルの空気除去装置。
3. 【請求項３】 特定種のガスを吸収する装置と、この装
   置と冷凍サイクルを接続する配管により構成される冷凍
   サイクルへの冷媒循環前に冷凍サイクルの一部または全
   部に存在する空気を除去する装置において、前記特定種
   のガスを吸収する装置が、容器口部から内部に挿入さ
   れ、管壁に孔を有する管と、前記特定種のガスを吸収す
   る物質とを備えたことを特徴とする冷凍サイクルの空気
   除去装置。
4. 【請求項４】 特定種のガスを吸収する物質が合成ゼオ
   ライトであることを特徴とする、請求項３に記載の冷凍
   サイクルの空気除去装置。