(57)【要約】【課題】真空チャンバを用いてヘリウム検査を行う場合であっても、設備コストが増大することなく、漏れ箇所を容易に特定可能な冷媒回路の漏れ検査方法を提供すること。【解決手段】圧縮機１４及び放熱器１５を有する冷却ユニット２１と、この冷却ユニット２１に接続される冷却器８とを備える冷媒回路の漏れ検査方法であって、冷却ユニット２１及び冷却器８内に、ヘリウムガスを所定の第２圧力Ｐ２で充填するとともに真空チャンバ４１を用いてそれぞれ別個にヘリウムガスの漏れ検査を行うヘリウム検査工程（ステップＳ４）と、冷却ユニット２１及び冷却器８を接続して冷媒回路に対する真空度測定による漏れ検査を行う気密検査工程（ステップＳ７）とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機及び第１熱交換器を有する冷却ユニットと、この冷却ユニットに接続される第２熱交換器とを備える冷媒回路の漏れ検査方法であって、
前記冷却ユニット及び前記第２熱交換器内に、検査ガスを所定圧力で充填するとともに真空チャンバを用いてそれぞれ別個に前記検査ガスの漏れ検査を行う第１の漏れ検査工程と、前記冷却ユニット及び前記第２熱交換器を接続して前記冷媒回路に対する真空度測定による漏れ検査を行う第２の漏れ検査工程とを備えることを特徴とする冷媒回路の漏れ検査方法。
【請求項２】
前記第１の漏れ検査工程に先立って、前記冷却ユニット及び前記第２熱交換器に、それぞれ圧縮空気を充填して気密検査を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路の漏れ検査方法。
【請求項３】
前記第２の漏れ検出工程で漏れが検出された場合には、前記冷却ユニットと前記第２熱交換器との接続箇所からの漏れと判別することを特徴とする請求項１または２に記載の冷媒回路の漏れ検査方法。
【請求項４】
前記冷媒回路には、運転中に高圧側が超臨界圧力となる冷媒が充填されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷媒回路の漏れ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機及び第１熱交換器を有する冷却ユニットと、この冷却ユニットに接続される第２熱交換器とを備える冷媒回路の漏れ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧縮機及び第１熱交換器を有する冷却ユニットと、この冷却ユニットに接続される第２熱交換器とを備える冷媒回路が配置された機器が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の機器では、機器の使用中に冷媒漏れが生じないように、製品出荷前に必ず冷媒回路の漏れ検査が実施されている。
特に、近年では地球環境問題に対処するため、自然冷媒である二酸化炭素を用いて、高圧側を超臨界圧力として運転する機器が開発されており、冷媒回路の漏れ検査をより厳重に実施することが要求されている。この場合、検査方法として、例えば、真空チャンバを用いたヘリウム検査法が採用されている。このヘリウム検査法は、冷媒回路を真空チャンバの内部に配置し、この冷媒回路にヘリウムガスを充填するとともに真空チャンバ内を真空引きし、当該真空チャンバ内に漏れ出すヘリウムガスを検出するものである。
【特許文献１】特開平１１−９４４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の構成では、真空チャンバ内に冷媒回路全体を配置するため、この冷媒回路の大型化に伴って真空チャンバが大型化し、設備コストが増大するといった問題がある。また、冷媒回路には複数の機器が接続されているため、漏れの有無が分かったとしても、その漏れがどこにあるかまで特定することは困難といった問題もあった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、真空チャンバを用いてヘリウム検査を行う場合であっても、設備コストが増大することなく、漏れ箇所を容易に特定可能な冷媒回路の漏れ検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、圧縮機及び第１熱交換器を有する冷却ユニットと、この冷却ユニットに接続される第２熱交換器とを備える冷媒回路の漏れ検査方法であって、前記冷却ユニット及び前記第２熱交換器内に、検査ガスを所定圧力で充填するとともに真空チャンバを用いてそれぞれ別個に前記検査ガスの漏れ検査を行う第１の漏れ検査工程と、前記冷却ユニット及び前記第２熱交換器を接続して前記冷媒回路に対する真空度測定による漏れ検査を行う第２の漏れ検査工程とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、第１の漏れ検査工程によって冷却ユニットと第２熱交換器とをそれぞれ別個に漏れ検査を行うため、この第１の漏れ検査工程で漏れが判明した場合には、これら冷却ユニット又は第２熱交換器について漏れ箇所を特定すれば良く、この漏れ箇所の特定を容易に行うことができる。また、第１の漏れ検査工程は、冷却ユニットと第２熱交換器とを別個に行うことにより、大型の真空チャンバが不要となり設備コストを大幅に削減することができる。さらに、第１の漏れ検査工程後、冷却ユニット及び第２熱交換器を接続した冷媒回路に対して第２の漏れ検査工程を行うため、冷媒回路に漏れが無いことを十分に担保できる。
【０００６】
この場合において、前記第１の漏れ検査工程に先立って、前記冷却ユニット及び前記第２熱交換器に、それぞれ圧縮空気を充填して気密検査を行う構成としても良い。また、前記第２の漏れ検出工程で漏れが検出された場合には、前記冷却ユニットと前記第２熱交換器との接続箇所からの漏れと判別する構成としても良い。また、前記冷媒回路には、運転中に高圧側が超臨界圧力となる冷媒が充填される構成としても良い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の漏れ検査工程によって冷却ユニットと第２熱交換器とをそれぞれ別個に漏れ検査を行うため、この第１の漏れ検査工程で漏れが判明した場合には、これら冷却ユニット又は第２熱交換器について漏れ箇所を特定すれば良く、この漏れ箇所の特定を容易に行うことができる。また、第１の漏れ検査工程は、冷却ユニットと第２熱交換器とを別個に行うことにより、大型の真空チャンバが不要となり設備コストを大幅に削減することができる。さらに、第１の漏れ検査工程後、冷却ユニット及び第２熱交換器を接続した冷媒回路に対して第２の漏れ検査工程を行うため、冷媒回路に漏れが無いことを十分に担保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかる冷媒回路が配置されるショーケースの斜視図であり、図２は、ショーケースの側部断面図を示す。
本実施形態で説明するショーケース１は、図１に示すように、前面が開放された多段オープン型のものである。このショーケース１は、図１及び図２に示すように、外側を構成するショーケース本体３と、このショーケース本体３の内部に設けられた略コ字形状の断熱壁部４と、この断熱壁部４のコ字形状の内側に設けられた内壁部５と、この内壁部５に取り付けられた４つの陳列棚６とを備えている。
【０００９】
断熱壁部４と内壁部５との間には、図２に示すように、冷気が送流されるダクト７が形成されており、このダクト７の内部には、空気を冷却するための冷却器８（第２熱交換器）と、この冷却器８の下方に配置され、冷却器８に向けて上方へ空気（冷気）を送る送風機９とが配置されている。
また、ショーケース１の上側には、ダクト７の上側端部と接続された冷気吹出口１０が形成される一方、下側には、ダクト７の下側端部と接続された冷気吸込口１１が形成されている。これにより、送風機９で送られた空気が冷却器８で冷却された後に上側へ送流され、冷気吹出口１０から陳列棚６の付近へ放出される一方、陳列棚６の付近の冷気は、冷気吸込口１１からダクト７内へ吸い込まれ、再び送風機９で冷却器８へ送流されるようになっている。この空気循環の流れを、図２中矢印１２で示す。
【００１０】
また、ショーケース１の下側部分であって、断熱壁部４の下方には、冷媒管１３を介して冷却器８に接続される冷却ユニット２１が配設されており、これら冷却器８と冷却ユニット２１とによって冷媒回路が構成されている。この冷却ユニット２１は、圧縮機１４及び放熱器（第１熱交換器）１５を備え、これら圧縮機１４及び放熱器（第１熱交換器）１５はユニットベース１９上に載置されている。放熱器１５の背面側には送風機２２が配置されており、この送風機２２の運転により、放熱器１５は、図１に示すように、前面パネル１６の吸気穴１６ａから取り込んだ外気によって冷却される。熱交換後の空気は、図２に示すように、ショーケース本体３と断熱壁部４との間を通過して上方の排出口１７から外部へ排出されることになる。この外部空気の流れを図２中矢印１８で示す。
【００１１】
次に、ショーケース１の冷媒回路について説明する。
ショーケース１は、図３に示すように、冷却器８と冷却ユニット２１とを備えて冷媒回路が形成され、冷却ユニット２１が高圧側回路、冷却器８が低圧側回路となっている。冷却ユニット２１は、圧縮機１４、放熱器１５、中間冷却器２３及びキャピラリチューブ（減圧装置）２４を備えて構成されているが、これらをすべて備える必要はなく、例えば、中間冷却器２３を備えていない構成としても良いし、キャピラリチューブ２４を冷却器８に設ける構成としても良い。
この冷媒回路には、高圧側が超臨界圧力となるＣＯ2（二酸化炭素）冷媒が使用される。このＣＯ2冷媒はオゾン破壊係数が０で、地球温暖化係数が１であるため、環境への負荷が小さく、毒性、可燃性がなく安全で安価である。しかし、ＣＯ2冷媒を使用した場合、冷媒を超臨界圧力まで圧縮しなければならない。このため圧縮機１４には、内部中間圧二段圧縮型の圧縮機が採用されている。この圧縮機１４は、図示は省略したが、ケース内部に電動機部と、この電動機部により駆動される圧縮部とを有する。この圧縮部は二段圧縮の構成を有し、一段目の圧縮部と、二段目の圧縮部とからなる。
【００１２】
一段目の圧縮部の吐出ポートＡには、冷媒管１３を介して中間冷却器２３の入口２３Ａが接続され、この中間冷却器２３の出口２３Ｂは、冷媒管１３を介して二段目の圧縮部の吸込ポートＢに接続されている。また、二段目の圧縮部の吐出ポートＣには、冷媒管１３を介して放熱器１５の入口１５Ａが接続され、この放熱器１５の出口１５Ｂは、冷媒管１３及びキャピラリチューブ２４を介して、冷却器８の入口８Ａに接続されている。また、この冷却器８の出口８Ｂには、冷媒管１３を介して一段目の圧縮部の吸込ポートＤに接続されている。
本実施形態では、冷却ユニット２１を構成する圧縮機１４、放熱器１５、中間冷却器２３及びキャピラリチューブ（減圧装置）２４は、それぞれ冷媒管１３を介してろう付け（溶接）によって接続されている。また、放熱器１５と中間冷却器２３とは一体に形成されており、これら放熱器１５及び中間冷却器２３は送風機２２（図２）にて空冷される。
圧縮機１４の一段目の圧縮部で中間圧力まで圧縮された冷媒は、この一段目の圧縮部の吐出ポートＡから吐出され、中間冷却器２３を通過して中間冷却され、二段目の圧縮部の吸込ポートＢに吸い込まれる。そして、この二段目の圧縮部で超臨界圧力にまで圧縮された後、この二段目の圧縮部の吐出ポートＣから吐出された冷媒は、放熱器１５、キャピラリチューブ２４を順次通過して冷却及び減圧され、冷却器８でダクト７（図２）内の空気と熱交換して一段目の圧縮部の吸込ポートＤに戻される。
【００１３】
冷却器８は、図４に示すように、平板状に形成された複数のフィン３０と、この複数のフィン３０を貫通する配管部３１と、両側部を構成する側面金具３２とを備える、いわゆるフィンアンドチューブ式の熱交換器である。配管部３１は、複数の直管３３と、この直管３３の端部に接続される複数のＵ字管３４とを備え、上記ＣＯ2冷媒が流れる流路が形成されている。これら直管３３とＵ字管３４とは、すべてろう付けによって接続されている。配管部３１には、冷却器８に冷媒が流入する入口８Ａと、この配管部３１を通過した冷媒が流出する出口８Ｂとが形成されている。また、側面金具３２の上部には、ひょうたん型の取付孔３２ａがそれぞれ形成されており、この取付孔３２ａに締結部材を挿通させて、ショーケース本体側に取り付けられるようになっている。
【００１４】
ところで、冷媒回路を形成する各機器は、例えば、ろう付け等の手段で接続されており、この接続箇所から漏れが生じないように冷媒回路の漏れ検査が実施されている。この漏れ検査では、検査精度の高さから主としてヘリウム検査法が採用されている。このヘリウム検査法は、検査対象機器を真空チャンバの内部に配置し、この検査対象機器の内部にヘリウムガス（検査ガス）を充填するとともに真空チャンバ内を真空引きし、当該真空チャンバ内に漏れ出すヘリウムガスを検出することにより漏れを判定するものである。
このヘリウム検査法に使用される検査装置４０は、図５に示すように、検査対象機器（冷却器８もしくは冷却ユニット２１、本図では冷却器８を示す）を収容する真空チャンバ４１と、この真空チャンバ４１に第１配管４２を介して接続された真空ポンプ４３と、当該真空チャンバ４１に第２配管４４を介して接続されるヘリウムガス検出器４５と、上記検査対象機器の内部にヘリウムガスを充填するヘリウムガス供給部４６とを備える。
真空チャンバ４１は、真空ポンプ４３で真空引きすることによって真空チャンバ４１の内部空間を略真空状態に保つものであり、チャンバ本体４１Ａと、このチャンバ本体４１Ａの開口を塞ぐ蓋体４１Ｂとを備える。この蓋体４１Ｂには、チャンバ本体４１Ａの内部が大気圧力以下に低下した場合でも、空気の流入を防止するパッキン４１Ｃが設けられている。また、この蓋体４１Ｂには、真空チャンバ４１内に収容された冷却器８の入口８Ａ及び８Ｂとヘリウムガス供給部４６とを接続する供給管４７が貫通して配置されている。
【００１５】
ヘリウムガス検出器４５は、真空チャンバ４１内に存在するヘリウムガスを検出するものである。このヘリウムガス検出器４５は、ヘリウムガスの検出感度を自在に設定することができ、本実施形態のように、ＣＯ2冷媒を用いる場合には、フロン冷媒（例えばＣＣｌ2Ｆ2）の場合に比べて感度を高く設定されている。
また、ヘリウムガス供給部４６は、冷却器８内にヘリウムガスを所定圧力に加圧して供給・充填するものである。このヘリウムガス供給部４６の供給管４７と冷却器８の入口８Ａ及び８Ｂとは、例えば、ろう付けなどにより、漏れがないように接続されている。
【００１６】
次に、本実施形態の冷媒回路の漏れ検査方法について説明する。図６は、漏れ検査方法の手順を示したフローチャートである。
まず、検査対象機器である冷却器８及び冷却ユニット２１をそれぞれ組立てる（ステップＳ１）。そして、これら冷却器８及び冷却ユニット２１に対してそれぞれ気密検査を行う（ステップＳ２）。この気密検査は、冷却器８及び冷却ユニット２１に大きな漏れ箇所があるかどうかを検査するものであり、これら冷却器８及び冷却ユニット２１の内部に所定の第１圧力Ｐ１の圧縮空気を充填し、所定時間Ｔ１（例えば１２０秒）以内に所定値（例えば、０．０２ＭＰａ）以上の圧力低下があったか否かにより漏れ検出を行う。
この気密検査において、上記所定値以上の圧力低下が認められた場合には、この圧力低下の原因となっている漏れ箇所を特定して補修し（ステップＳ３）、処理をステップＳ２に戻す。また、気密検査において、上記所定値以上の圧力低下が認められない場合には、大きな漏れが検出されないと判定できるため、処理をステップＳ４（ヘリウム検査工程）に移行する。このように、ヘリウム検査工程の前に気密検査を行うことにより、大きな漏れ箇所のある検査対象機器に対してヘリウム検査を行うことが回避されるため、このヘリウム検査を行う検査装置４０（特にヘリウムガス検出器４５）の破損を防止できる。
【００１７】
続いて、冷却器８及び冷却ユニット２１に対してそれぞれ別個にヘリウム検査（第１の漏れ検査）を行う（ステップＳ４）。具体的な手順を冷却器８の場合で例示すると、図５に示すように、冷却器８を真空チャンバ４１のチャンバ本体４１Ａ内に収容し、この冷却器８の入口８Ａ、出口８Ｂにヘリウムガス供給部４６の供給管４７をろう付けによって接続する。
そして、真空チャンバ４１の蓋体４１Ｂを閉じて固定する。この場合、供給管４７は蓋体４１Ｂに形成された貫通孔（不図示）を通じて外部に引き出してヘリウムガス供給部４６に接続される。次に、ヘリウムガス供給部４６を動作させることにより、冷却器８の内部に所定の第２圧力Ｐ２でヘリウムガスを充填するとともに、真空ポンプ４３を動作させて真空チャンバ４１内を略真空状態まで真空引きをする。この場合、ヘリウムガスが充填される第２圧力Ｐ２は、上記した気密検査時に圧縮空気が充填される第１圧力Ｐ１よりも僅かに低い値に設定されている。この状態で、所定時間Ｔ２（熱交換器容量によって異なる時間に設定される）以内にヘリウムガス検出器４５がヘリウムガスを検出するか否かで漏れ検出を行う。
このヘリウム検査において、ヘリウムガス検出器４５が真空チャンバ４１内にヘリウムガスを検出した場合には、検査対象機器となる冷却器８に漏れが生じていると判別されるため、この冷却器８を真空チャンバ４１から取出して、リークテスタ（不図示）等を用いて部分的に漏れ箇所の特定を行う。本実施形態では、冷却器８と冷却ユニット２１とを別個にヘリウム検査することにより、これら冷却器８と冷却ユニット２１のいずれか、もしくは両方に漏れがあった場合であっても、冷媒回路全体の中から漏れ箇所を特定するのに比べて漏れ箇所の特定が容易となる。そして、漏れ箇所の特定がされた場合には、この漏れ箇所の補修を行い（ステップＳ５）、処理をステップＳ４に移行する。
一方、ヘリウムガスが検出されない場合には、冷却器８及び冷却ユニット２１の単体については漏れがないと考えられるため、これら冷却器８及び冷却ユニット２１を所定の接続箇所において、ろう付け等の手段により接続して冷媒回路を組立てる（ステップＳ６）。
【００１８】
続いて、冷媒回路を真空引きすることにより気密検査（第２の漏れ検査）を行う（ステップＳ７）。具体的には、冷却ユニット２１の圧縮機１４の一段目の吸込側に冷媒を供給するための供給口（不図示）を形成し、この供給口に真空ポンプを接続して冷媒回路内を略真空状態（例えば、０．０５Ｔｏｒｒ以下）まで真空引きし、この状態を所定時間Ｔ３（例えば１０分間）維持できるか否かにより漏れ検出を行う。
この気密検査において、所定の真空状態を所定時間維持できなかった場合には、冷媒回路に漏れがあることになる。しかし、上記ヘリウム検査によって冷却器８と冷却ユニット２１とには漏れがないことが判明しているため、今回の漏れ箇所は冷却器８と冷却ユニット２１の接続箇所と容易に判別することができる。従って、気密検査において、所定の真空状態を所定時間維持できなかった場合には、冷却器８と冷却ユニット２１の接続箇所で漏れ箇所を特定し、この漏れ箇所の補修を行い（ステップＳ８）、処理をステップＳ７に戻す。一方、上記気密検査において、所定の真空状態を所定時間維持できた場合には、冷媒回路には漏れがないと判別できるため、この冷媒回路に上記供給口から冷媒を充填し、この供給口を封止する（ステップＳ９）。
【００１９】
このように、本実施形態では、個別に漏れ検査した冷却器８と冷却ユニット２１とを接続した後に、冷媒回路全体の漏れ検査を行うことにより、冷媒回路全体の漏れ検査を１回で行うものに比べて漏れ箇所の特定が容易になるといった効果を奏する。
続いて、ショーケース１を運転して冷媒回路（特に封止した供給口）からの冷媒漏れがないかを検査する（ステップＳ１０）。この検査において、冷媒漏れがあれば漏れ箇所を補修し（ステップＳ１１）、漏れ箇所が無ければ処理を終了する。
【００２０】
本実施形態によれば、冷却ユニット２１と冷却器８とをそれぞれ別個にヘリウム検査を行うため、このヘリウム検査で漏れが判明した場合には、これら冷却ユニット２１又は冷却器８について漏れ箇所を特定すれば良く、この漏れ箇所の特定を容易に行うことができる。また、冷却ユニット２１と冷却器８とを分けてヘリウム検査を行うことにより、大型の真空チャンバ４１が不要となり設備コストを大幅に削減することができる。
さらに、ヘリウム検査の後に、冷却ユニット２１及び冷却器８を接続して形成した冷媒回路に対して真空引きによる気密検査を行うため、この気密検査により冷媒回路全体の漏れが無いことを十分に担保することができる。さらに、万一、この気密検査で漏れが発見された場合であっても、その漏れは冷却ユニット２１と冷却器８との接続部分と判別できるため、漏れ箇所の特定を容易に行うことができる。
【００２１】
また、本実施形態では、ヘリウム検査に先立って、検査対象機器である冷却ユニット２１及び冷却器８に、それぞれ圧縮空気を充填して気密検査を行うため、大きな漏れ箇所のある検査対象機器に対してヘリウム検査を行うことが回避されるため、このヘリウム検査を行う検査装置４０（特にヘリウムガス検出器４５）の破損を防止できる。
【００２２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。例えば、本実施形態では、冷媒回路を冷却器８と冷却ユニット２１とに分けて、それぞれヘリウム検査する構成としたが、さらに細分化してヘリウム検査する構成としても良い。この構成によれば、ヘリウム検査にあたり、より小さな真空チャンバを利用できるため、設備コストをさらに低減することができる。しかしながら、細分化をすればするだけ接続箇所が増えるため、冷媒回路全体の漏れが無いことを十分に担保するためには、真空引きによる気密検査を重点的に行う必要がある。このため、本実施形態のように冷却器８と冷却ユニット２１とに分ける構成が最善である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係るショーケースの斜視図である。
【図２】ショーケースの側部断面図である。
【図３】ショーケースの冷媒回路図である。
【図４】冷却器の正面図である。
【図５】ヘリウム検査に用いる検査装置の構成を説明するための図である。
【図６】漏れ検査の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１  ショーケース
３  ショーケース本体
７  ダクト
８  冷却器（第２の熱交換器）
１０  冷気吹出口
１１  冷気吸込口
１３  冷媒管
１４  圧縮機
１５  放熱器（第１の熱交換器）
２１  冷却ユニット
４１  真空チャンバ
【図１】
2008164331.tif 000003
【図２】
2008164331.tif 000004
【図３】
2008164331.tif 000005
【図４】
2008164331.tif 000006
【図５】
2008164331.tif 000007
【図６】
2008164331.tif 000008