(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順次経て冷媒を循環させる冷媒回路を備える空気調和装置において、前記冷媒回路の前記蒸発器と圧縮機との間にアキュームレータを設け、同冷媒回路の前記凝縮器と膨張弁の間及び膨張弁とアキュームレータの間に第１、第２開閉弁をそれぞれ設けるとともに、冷媒回路の凝縮器と第１開閉弁の間から分岐して蒸発器を迂回し第２開閉弁とアキュームレータの間に合流する迂回冷媒回路を設け、通常運転時には閉状態にある流量制御弁を前記迂回冷媒回路に設け、冷媒回収時に前記第１開閉弁は手動で閉じ、前記流量制御弁は前記第１開閉弁が閉じることにより生じる圧力上昇に応じて開くことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記冷媒回路の圧縮機と凝縮器の間及び蒸発器とアキュームレータの間に第１、第２圧力センサーをそれぞれ設け、冷媒回収時に第１圧力センサーによって検出された冷媒圧力Ｐ１が所定値以上のときに前記流量制御弁を開き方向に制御し、第２圧力センサーによって検出された冷媒圧力Ｐ２が所定値以上のときに前記流量制御弁を閉じ方向に制御するとともに、同冷媒圧力Ｐ２が０以下になったときに前記第２開閉弁を閉じることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷媒の殆どすべてを回収することができる空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順次経て冷媒を循環させる冷媒回路を備える空気調和装置にあっては、凝縮器又は蒸発器として機能する室内機を交換する場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特に冷媒回路を構成する配管が長いビル用のマルチ型空気調和装置等にあっては、室内機や配管内の冷媒を回収してこれを室外機に溜めることができなかったため、室内機を交換する場合等には冷媒を大気中に放出せざるを得ず、冷媒による大気汚染等の問題を引き起こす原因となっていた。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、冷媒の殆ど全てを回収することができる空気調和装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順次経て冷媒を循環させる冷媒回路を備える空気調和装置において、前記冷媒回路の前記蒸発器と圧縮機との間にアキュームレータを設け、同冷媒回路の前記凝縮器と膨張弁の間及び膨張弁とアキュームレータの間に第１、第２開閉弁をそれぞれ設けるとともに、冷媒回路の凝縮器と第１開閉弁の間から分岐して蒸発器を迂回し第２開閉弁とアキュームレータの間に合流する迂回冷媒回路を設け、通常運転時には閉状態にある流量制御弁を前記迂回冷媒回路に設け、冷媒回収時に前記第１開閉弁は手動で閉じ、前記流量制御弁は前記第１開閉弁が閉じることにより生じる圧力上昇に応じて開くことを特徴とする。
【０００６】
又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記冷媒回路の圧縮機と凝縮器の間及び蒸発器とアキュームレータの間に第１、第２圧力センサーをそれぞれ設け、冷媒回収時に第１圧力センサーによって検出された冷媒圧力Ｐ1 が所定値以上のときに前記流量制御弁を開き方向に制御し、第２圧力センサーによって検出された冷媒圧力Ｐ2 が所定値以上のときに前記流量制御弁を閉じ方向に制御するとともに、同冷媒圧力Ｐ2 が０以下になったときに前記第２開閉弁を閉じることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明によれば、冷媒回収時には例えば冷房運転を行い、第１開閉弁を閉じて蒸発器として機能する室内機への冷媒の流れを阻止するとともに、流量制御弁を開ければ、凝縮器を通過して液化した高圧の冷媒は、室内機を迂回して迂回冷媒回路を流れ、流量制御弁を通過して減圧された後にアキュームレータに導かれ、その気相部分は圧縮機に吸引されて圧縮された後、凝縮器において液化し、前述と同様に迂回冷媒回路を経てアキュームレータに回収されて貯留される。
【０００８】
又、第１開閉弁から膨張弁及び室内機を経てアキュームレータに至る冷媒回路に滞留する冷媒はアキュームレータに導かれ、その気相部分は圧縮機に吸引されて圧縮された後、凝縮器において液化し、前述と同様に迂回冷媒回路を経てアキュームレータに回収されて貯留される。
【０００９】
従って、本発明によれば、冷媒回路と室内機に滞留する冷媒を含めて殆ど全ての冷媒を回収することができ、室内機の交換等に際して冷媒が大気中に放出されることがなく、冷媒による大気汚染が防がれる。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る空気調和装置の基本構成を示す回路図、図２は冷媒回収時の処理手段を示すフローチャートである。
【００１２】
図１において、２は不図示の駆動源によって駆動される２基の圧縮機であり、本実施例に係る空気調和装置には圧縮機２を含んで閉ループを構成する冷媒回路３が設けられている。
【００１３】
上記冷媒回路３は圧縮機２によってフロン等の冷媒を循環させる回路であって、これは、圧縮機２の吐出側から四方弁５に至る冷媒ライン３ａと、四方弁５から室外熱交換器（以下、室外機と称す）６に至る冷媒ライン３ｂと、室外機６から後述のメインアキュームレータ１０内、第１開閉弁１４及び膨張弁８を経て室内熱交換器（以下、室内機と称す）９に至る冷媒ライン３ｃと、室内機９から第２開閉弁１５を経て前記四方弁５に至る冷媒ライン３ｄと、四方弁５からメインアキュームレータ１０に至る冷媒ライン３ｅと、メインアキュームレータ１０からサブアキュームレータ２２に至る冷媒ライン３ｆ及びサブアキュームレータ２２から前記圧縮機２の吸入側に至る冷媒ライン３ｇを含んで構成されている。尚、前記冷媒ライン３ｃと３ｄにはジョイント１６，１７がそれぞれ設けられており、室内機９はジョイント１６，１７部分から切り離し可能である。又、図１において、４５は電動開閉弁、４６はオイル排出路である。
【００１４】
而して、本実施例においては、前記冷媒ライン３ｃと３ｅの間には、前記膨張弁８と室内機９を迂回する迂回冷媒回路３ｈが設けられており、該迂回冷媒回路３ｈには通常運転時（冷媒回収以外の冷房運転又は暖房運転時）において閉状態にある電動式の流量制御弁１１が設けられている。
【００１５】
又、前記冷媒ライン３ａと３ｅには、そこを流れる冷媒の圧力Ｐ1 ，Ｐ2 を検出する圧力センサー１８，１９がそれぞれ設けられている。
【００１６】
次に、本実施例に係る空気調和装置の冷房運転時の作用を説明する。
【００１７】
冷房運転時には前述のように流量制御弁１１が閉じられるとともに、第１及び第２開閉弁１４，１５は共に開けられ、四方弁５においてはポートａとｂ、ポートｃとｄがそれぞれ連通している。
【００１８】
而して、不図示の駆動源によって圧縮機２が駆動されると、該圧縮機２から吐出される高温高圧の気相冷媒は、冷媒ライン３ａ、四方弁５及び冷媒ライン３ｂを経て凝縮器として機能する室外機６に導かれ、大気中に凝縮熱を放出して液化する。
【００１９】
上記室外機６において液化した高圧の液相冷媒は、冷媒ライン３ｃを流れる途中でメインアキュームレータ１０において該メインアキュームレータ１０内に貯留されている液相冷媒によって冷却された後、第１開閉弁１４を通過して膨張弁８に至り、該膨張弁８によって減圧された後、蒸発器として機能する室内機９に導入される。
【００２０】
上記室内機９においては、冷媒が室内の空気から熱を奪って気化し、このときの気化熱によって室内が冷房される。そして、室内機９において気化した気相冷媒は、第２開閉弁１５を通過して冷媒ライン３ｄに沿って四方弁５に至り、更に冷媒ライン３ｅを通ってメインアキュームレータ１０に導かれ、該メインアキュームレータ１０にて気液が分離される。
【００２１】
上記メインアキュームレータ１０内の気相冷媒は冷媒ライン３ｆを通ってサブアキュームレータ２２に導入され、サブアキュームレータ２２内の気相冷媒は冷媒ライン３ｇを通って圧縮機２に吸引され、圧縮機２によって再度圧縮されて以後は前記と同様の作用を繰り返す。
【００２２】
次に、本実施例に係る空気調和装置における冷媒の回収方法及び手順を図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２３】
例えば、室内機９を交換するために冷媒を回収する場合には、冷房運転を行っている状態で不図示のポンプダウンスイッチ（ＤｉｐＳＷ）をＯＮする（図２のSTEP１）。すると、圧縮機２は低容量運転に切り替えられ（図２のSTEP２）、その後、第１開閉弁１４を手動で閉じる（図２のSTEP３）。
【００２４】
上述のように第１開閉弁１４が閉じられると、室外機６において液化した液相冷媒の膨張弁８及び室内機９への流れが阻止されるため、圧力センサー１８によって検出される圧力（冷媒ライン３ａを流れる冷媒の圧力）Ｐ1 は次第に高くなる。尚、冷媒ライン３ｅを流れる冷媒の圧力Ｐ2 は前記圧力センサー１９によって検出される。
【００２５】
而して、上記圧力Ｐ1 ，Ｐ2 の値が判定され（図２のSTEP４）、冷媒圧力Ｐ1 が所定値２０ａｔｇ以上（Ｐ1 ≧２０ａｔｇ）に達すると流量制御弁１１が開かれ始める（図２のSTEP５）。すると、室外機６において液化した液相冷媒は、膨張弁８及び室内機９を迂回して迂回冷媒回路３ｈを流れ、途中で流量制御弁１１によって減圧された後、冷媒ライン３ｅを通ってメインアキュームレータ１０に導入されてそこに回収されて貯留される。
【００２６】
尚、流量制御弁１１が開き過ぎたために冷媒ライン３ｅを流れる冷媒の圧力Ｐ2 が所定値１ａｔｇ以上（Ｐ2 ≧１ａｔｇ）になると、流量制御弁１１が閉じ方向に制御され（図２のSTEP６）、メインアキュームレータ１０及びサブアキュームレータ２２に回収される冷媒の圧力が１ａｔｇ未満に保たれる。
【００２７】
又、第１開閉弁１４から膨張弁８、室内機９、第２開閉弁１５及び四方弁５を経てメインアキュームレータ１０に至る冷媒回路（冷媒ライン３ｃの一部、室内機９及び冷媒ライン３ｄ，３ｅ）に滞留する冷媒は、メインアキュームレータ１０に導かれ、その気相部分は冷媒ライン３ｆ、サブアキュームレータ２２及び冷媒ライン３ｇを経て圧縮機２に吸引されて圧縮された後、室外機６において液化し、前述と同様に迂回冷媒回路３ｈを通ってメインアキュームレータ１０及びサブアキュームレータ２２に回収されて貯留される。
【００２８】
上述のように冷媒が回収されると、冷媒回路３を循環する冷媒量が次第に減少して冷媒圧力Ｐ2 が次第に小さくなるため、冷媒の回収度合いが冷媒圧力Ｐ2 によって判断され（図２のSTEP７）、この冷媒圧力Ｐ2 が０以下（Ｐ2 ≦０）になった時点で冷媒の殆ど全てが回収されたものと判断して第２開閉弁１５を手動で閉じる（図２のSTEP８）。
【００２９】
すると、ジョイント１６から冷媒ライン３ｃの一部、膨張弁８、室内機９及び冷媒ライン３ｄの一部を経てジョイント１７に至る部分に滞留する冷媒の殆ど全てがメインアキュームレータ１０及びサブアキュームレータ２２に回収されるため、室内機９の交換に際してジョイント１６，１７部分から室外機９等を切り離しても、冷媒が大気中に放出されることがなく、冷媒による大気汚染が防がれる。
【００３０】
ここで、本発明が適用されたエンジン駆動式空気調和装置（実機）の具体例を図３に示す回路図に基づいて説明する。
【００３１】
図３に示すエンジン駆動式空気調和装置は、室外空調ユニット２０と室内空調ユニット３０とで構成されており、室内空調ユニット３０は室内機９と膨張弁８を含んで構成されている。
【００３２】
又、前記室外空調ユニット２０は、エンジン１、圧縮機２等が配設された機関室２１と、メインアキュームレータ１０、サブアキュームレータ２２、電装ボックス２３及び各機器同士を接続する管路が配設された配管室２４と、室外機６、温水熱交換器としてのラジエータ２５等が配設された室外熱交換器室２６とを備えている。
【００３３】
ところで、前記エンジン１は水冷式ガスエンジンであって、その吸気ポートには吸気管２７を介してガスミキサ２８及びエアクリーナ２９が接続されており、吸気管２７は機関室２１の天壁及び室外熱交換器室２６の天壁を貫通して外部に開口している。
【００３４】
上記ガスミキサ２８は燃料管３１を介して不図示のガス燃料源に接続され、燃料管３１にはガスミキサ２８に一体化された流量制御弁３２、ゼロガバナ（減圧弁）３３及び２個の電磁弁３４が設けられている。又、エンジン１の排気ポートには、排気管３５を介して排気ガス熱交換器１３、排気サイレンサ３６及びミストセパレータ３７が接続されており、排気管３５は前記室外熱交換器室２６の上方に開口している。
【００３５】
又、エンジン１には潤滑油タンク３８が備えられ、潤滑油量が減少すると電磁弁３９が開き、潤滑油が重力によってエンジン１に補給されるようになっている。
【００３６】
更に、エンジン１の出力軸には、クラッチ４０を介して前記圧縮機２が接続されており、圧縮機２の吐出口は冷媒ライン３ａ、四方弁５及び冷媒ライン３ｂを介して前記室外機６に接続されている。そして、室外機６は冷媒ライン３ｃを介して前記室内機９に接続されており、冷媒ライン３の途中には第１開閉弁１４、ジョイント１６及び膨張弁８が介設されている。又、室内機９は冷媒ライン３ｄ、ジョイント１７、四方弁５、更に冷媒ライン３ｅ、メインアキュームレータ１０、冷媒ライン３ｆ、サブアキュームレータ２２及び冷媒ライン３ｇを介して圧縮機２の吸入口に接続されている。
【００３７】
尚、図３において、４１は冷媒ライン３ｃの途中に設けられるドライヤ、４２はドライヤ４１を迂回するフィルタである。又、４３は毛細管であり、４４は各々温度検知器と毛細管を組み合わせたものであり、これらは冷媒温度を検知することによりメインアキュームレータ１０内のレベルを検知するためのものである。更に、４５は開閉弁、４６はオイル排出路、４７は潤滑油戻し用の絞りであり、メインアキュームレータ１０の下部に溜る潤滑油量が多くなると手動又は自動で開閉弁４５を開け、潤滑油をメインアキュームレータ１０からサブアキュームレータ２２の方へ流すようにしている。
【００３８】
又、前記冷媒ライン３ａの途中には、冷媒に含まれる潤滑油を分離するオイルセパレータ４８が設けられ、このオイルセパレータ４８で分離された潤滑油は毛細管４３を通って常時冷媒ライン３ｆ側に戻されるとともに、潤滑油の量が所定値以上になると、潤滑油はオイルストレーナ４９及び電磁弁５０を経てメインアキュームレータ１０、サブアキュームレータ２２に戻される。尚、冷媒ライン３ａはオイルストレーナ４９及び冷媒ライン３ａの冷媒圧力が所定値以上のとき開く電磁弁５０を介してメインアキュームレータ１０に接続されており、これによって冷媒回路内の異常圧力上昇を防いでいる。
【００３９】
他方、室外空調ユニット２０には冷却水循環システムＳが備えられている。この冷却水循環システムＳは、冷却水温度が所定値以下のエンジン冷機状態時に、エンジン１の冷却水ジャケット１ａ、サーモスタット５１、第１の冷却水ポンプ５２を循環する第１循環路と、エンジン冷機時、排気ガス熱交換器１３、リニア三方弁５３、一方はラジエータ２５、他方はメインアキュームレータ１０内の熱交換部、第２の冷却水ポンプ５４を循環する第２循環路から成るとともに、冷却水温度が所定値を超えた場合のエンジン暖機完了時に、排気ガス熱交換器１３、第１の冷却水ポンプ５２、冷却水ジャケット１ａ、サーモスタット５１、リニア三方弁５３、一方はラジエータ２５、他方はメインアキュームレータ１０内の熱交換部、第２の冷却水ポンプ５４の順で循環する第３循環路を有している。
【００４０】
又、ラジエータ２５には、冷却水用リザーバタンク５５が注入口５６を介して接続されており、注入口５６にはサーモスタット５１の１つのポートも接続されている。サーモスタット５１のポートはエンジン１の冷却水ジャケット１ａに常時連通しており、エンジン冷機時の第１循環路内のエアー抜きが可能となる。
【００４１】
又、エンジン冷却水はリニア三方弁５３が切り換えられると、冷却水ライン４ｄによってメインアキュームレータ１０内の熱交換部に供給され、これにより冷媒に熱が与えられる。
【００４２】
而して、本実施例に係る空気調和装置においても、膨張弁８と室内機９を迂回する迂回冷媒回路３ｈが設けられており、該迂回冷媒回路３ｆには流量制御弁１１が設けられている。
【００４３】
従って、この空気調和装置においても、冷媒回収時には冷房運転を行い、第１開閉弁１４を閉じて蒸発器として機能する室内機９への冷媒の流れを阻止するとともに、流量制御弁１１が開けられる。すると、室外機６を通過して液化した高圧の冷媒は、膨張弁８及び室内機９を迂回して迂回冷媒回路３ｈを流れ、流量制御弁１１を通過して減圧された後にメインアキュームレータ１０に導かれ、その気相部分は圧縮機２に吸引されて圧縮された後、室外機６において液化し、前述と同様に迂回冷媒回路３ｈを経てメインアキュームレータ１０及びサブアキュームレータ２２に回収されて貯留される。
【００４４】
又、第１開閉弁１４から膨張弁８、室内機９、第２開閉弁１５及び四方弁５を経てメインアキュームレータ１０に至る冷媒回路（冷媒ライン３ｃの一部、室内機９及び冷媒ライン３ｄ，３ｅ）に滞留する冷媒は、メインアキュームレータ１０に導かれ、その気相部分は冷媒ライン３ｆ、サブアキュームレータ２２及び冷媒ライン３ｇを経て圧縮機２に吸引されて圧縮された後、室外機６において液化し、前述と同様に迂回冷媒回路３ｈを通ってメインアキュームレータ１０及びサブアキュームレータ２２に回収されて貯留される。
【００４５】
従って、本空気調和装置においても、冷媒の殆ど全てを回収することができ、室内機９の交換等に際して冷媒が大気中に放出されることがなく、冷媒による大気汚染が防がれる。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順次経て冷媒を循環させる冷媒回路を備える空気調和装置において、前記冷媒回路の前記蒸発器と圧縮機との間にアキュームレータを設け、同冷媒回路の前記凝縮器と膨張弁の間及び膨張弁とアキュームレータの間に第１、第２開閉弁をそれぞれ設けるとともに、冷媒回路の凝縮器と第１開閉弁の間から分岐して蒸発器を迂回し第２開閉弁とアキュームレータの間に合流する迂回冷媒回路を設け、通常運転時には閉状態にある流量制御弁を前記迂回冷媒回路に設け、冷媒回収時に前記第１開閉弁を閉じ、前記流量制御弁を開くようにしたため、冷媒の殆ど全てを回収することができ、冷媒による大気汚染等を防ぐことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和装置の基本構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係る空気調和装置における冷媒回収時の処理手段を示すフローチャートである。
【図３】  本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置（実機）の具体構成を示す回路図である。
【符号の説明】
２        圧縮機
３        冷媒回路
３ｈ      迂回冷媒回路
６        室外熱交換器（凝縮器）
８        膨張弁
９        室内熱交換器（蒸発器）
１０      メインアキュームレータ
１１      流量制御弁
１４      第１開閉弁
１５      第２開閉弁
１８      第１圧力センサー
１９      第２圧力センサー
【図１】
0003638648.tif 000002
【図２】
0003638648.tif 000003
【図３】
0003638648.tif 000004