(57)【要約】【課題】冷凍サイクル装置の信頼性を損なうことなく運転する。【解決手段】圧縮機ａ，四方弁ｂ，室外熱交換器ｃ，室外液阻止弁ｆ，室外ガス阻止弁ｌを有する室外ユニットと、室内熱交換器ｊを有する室内ユニットとが液配管ｇ及びガス配管ｋと接続され、両端に冷媒流通口４８，４９を有する濾過装置４４を室外液阻止弁と液配管との間及び室外ガス阻止弁とガス配管との間の各々に備える。濾過装置は、固形異物を捕捉する第１のフィルタ４１と、第１のフィルタの内部に設けられ、一端に第１の開口部４６と他端に第１の開口部よりも開口面積が小さい第２の開口部４７とを有し、第１の開口部から第２の開口部に向かって開口面積を小さくする第２のフィルタ４２と、第２のフィルタの第１の開口部と第１のフィルタとを固定する支持部４３とを備え、濾過装置は第２のフィルタの第１の開口部が室内ユニット側の冷媒流通口４８に向けて備えられる。【選択図】  図１
2012184866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機，四方弁，室外熱交換器，室外液阻止弁，室外ガス阻止弁を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットとが液配管及びガス配管と接続され、筒形状の両端に冷媒流通口を有する濾過装置を前記室外液阻止弁と前記液配管との間及び前記室外ガス阻止弁と前記ガス配管との間の各々に備えた冷凍サイクル装置において、
前記濾過装置は、
固形異物を捕捉する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの内部に設けられ、一端に第１の開口部と他端に前記第１の開口部よりも開口面積が小さい第２の開口部とを有し、前記第１の開口部から前記第２の開口部に向かって開口面積を小さくする第２のフィルタと、
前記第２のフィルタの第１の開口部と前記第１のフィルタとが固定される支持部とを備え、
前記濾過装置は前記第２のフィルタの第１の開口部が前記室内ユニット側の前記冷媒流通口に向くように備えられることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
第１の室外ユニットと第１の室内ユニットを、第２の室外ユニットと第２の室内ユニットに置き換える際に既設の冷媒配管を利用し、
圧縮機，四方弁，室外熱交換器を有する前記第２の室外ユニットと、
筒形状の両端に冷媒流通口を有する第１の濾過装置と、
ガス側となる前記既設の冷媒配管と、
室内熱交換器を有する前記第２の室内ユニットと、
液側となる前記既設の冷媒配管と、
筒形状の両端に冷媒流通口を有する第２の濾過装置と
が順次接続されて冷凍サイクルを構成した冷凍サイクル装置において、
前記濾過装置は、
固形異物を捕捉する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの内部に設けられ、一端に第１の開口部と他端に前記第１の開口部よりも開口面積が小さい第２の開口部とを有し、前記第１の開口部から前記第２の開口部に向かって開口面積を小さくする第２のフィルタと、
前記第２のフィルタの第１の開口部と前記第１のフィルタとが固定される支持部とを備え、
前記濾過装置は前記第２のフィルタの第１の開口部が前記室内ユニット側の前記冷媒流通口に向くように備えられることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記濾過装置の軸と直交する向きに前記第１のフィルタの底部を切断した断面積よりも前記第２の開口部の開口面積の方が小さいことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記支持部を磁性体で形成することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記第１のフィルタを磁性体で形成し、前記第２のフィルタを非磁性体で形成することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題などの対応によりＣＨＣ系冷媒またはＨＣＦＣ系冷媒などを使用し、鉱油などを冷凍機油として使用する従来の冷凍サイクル装置から、ＨＦＣ系冷媒とＨＣＦＣ系冷媒用の冷凍機油を使用する新しい冷凍サイクル装置へ交換する需要が高まっており、この交換の際に従来の室内ユニットと室外ユニットを接続していた既設の液冷媒配管およびガス冷媒配管を再利用する。ビル等に設置された冷媒配管内には、従来の室外ユニットに搭載された圧縮機の磨耗によって生じた大量の鉄粉や銅粉等の固形異物が残留している場合がある。新しい室外ユニットに搭載された圧縮機にこの異物が侵入すると、圧縮機の摺動部の磨耗を促進し、冷凍サイクル装置の信頼性を損なう恐れがある。
【０００３】
例えば特許文献１の空気調和機は、暖房・冷房運転切替え等により冷媒が流れる方向が変わるので、異物を捕捉する手段として室外ユニットの冷媒ガス配管および冷媒液配管の両方の接続部に濾過装置を設けることで、既設配管からの異物を捕捉し、サイクル部品を保護している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１は、既設配管内の固形異物が冷房運転の場合はガス冷媒配管側のストレーナに捕捉され、暖房運転の場合は液冷媒配管側のストレーナで捕捉される。既設配管でなくても室内ユニットや配管途中で異物が発生することもある。そうすると暖房・冷房運転の切替えなどにより冷媒流入方向が入れ替わった場合は、一方のストレーナで一度捕捉された固形異物が流出し、室内ユニット内部を経由して他方のストレーナに捕捉される。従って運転を切替えるたびに室内ユニットに固形異物が大量に戻ってしまうことになり、室内膨張弁等のサイクル部品に固形異物が侵入し咬み込むという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、冷凍サイクル装置の信頼性を損なうことなく運転することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，室外液阻止弁，室外ガス阻止弁を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットとが液配管及びガス配管と接続され、筒形状の両端に冷媒流通口を有する濾過装置を前記室外液阻止弁と前記液配管との間及び前記室外ガス阻止弁と前記ガス配管との間の各々に備えた冷凍サイクル装置において、前記濾過装置は、固形異物を捕捉する第１のフィルタと、前記第１のフィルタの内部に設けられ、一端に第１の開口部と他端に前記第１の開口部よりも開口面積が小さい第２の開口部とを有し、前記第１の開口部から前記第２の開口部に向かって開口面積を小さくする第２のフィルタと、前記第２のフィルタの第１の開口部と前記第１のフィルタとが固定される支持部とを備え、前記濾過装置は前記第２のフィルタの第１の開口部が前記室内ユニット側の前記冷媒流通口に向くように備えられることを特徴とする。
【０００８】
また、第１の室外ユニットと第１の室内ユニットを、第２の室外ユニットと第２の室内ユニットに置き換える際に既設の冷媒配管を利用し、圧縮機，四方弁，室外熱交換器を有する前記第２の室外ユニットと、筒形状の両端に冷媒流通口を有する第１の濾過装置と、ガス側となる前記既設の冷媒配管と、室内熱交換器を有する前記第２の室内ユニットと、液側となる前記既設の冷媒配管と、筒形状の両端に冷媒流通口を有する第２の濾過装置とが順次接続されて冷凍サイクルを構成した冷凍サイクル装置において、前記濾過装置は、固形異物を捕捉する第１のフィルタと、前記第１のフィルタの内部に設けられ、一端に第１の開口部と他端に前記第１の開口部よりも開口面積が小さい第２の開口部とを有し、前記第１の開口部から前記第２の開口部に向かって開口面積を小さくする第２のフィルタと、前記第２のフィルタの第１の開口部と前記第１のフィルタとが固定される支持部とを備え、前記濾過装置は前記第２のフィルタの第１の開口部が前記室内ユニット側の前記冷媒流通口に向くように備えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷凍サイクル装置の信頼性を損なうことなく運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】冷凍サイクルシステム図。
【図２】冷房運転サイクルの場合のフィルタ異物捕捉状況図。（ａ）は運転初期の状況図。（ｂ）はしばらく運転時間が経過した後の状況図。
【図３】暖房運転サイクルの場合のフィルタ異物捕捉状況図。（ａ）は捕捉された異物が剥がれた状況図。（ｂ）はしばらく運転時間が経過した後の状況図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に空気調和機のサイクルシステムを示す。室外ユニットは、従来の室外ユニット（第１の室外ユニット）から新しい室外ユニット（第２の室外ユニット）に交換される。また、室内ユニットについても、従来の室内ユニット（第１の室内ユニット）から新しい室内ユニット（第２の室内ユニット）に交換される。
【００１３】
空気調和機の冷房運転サイクルでは、室外ユニットに設置される圧縮機ａで圧縮されたガス冷媒は供給先を切替える四方弁ｂにより外部熱源と冷媒を熱交換させる室外熱交換器ｃに送られる。室外熱交換器ｃでガス冷媒を凝縮させ液冷媒とし室外ユニットの減圧装置ｄを通過した後、室外熱交換器ｃに接続され余剰冷媒を液冷媒として溜める受液器ｅより室外液阻止弁ｆに至る。
【００１４】
液冷媒は室外ユニットと室内ユニットを接続する液配管ｇにより室内ユニットに送られ、室内ユニットの減圧装置ｈにより減圧され低圧の二相冷媒となる。減圧装置ｈに接続され冷媒と空気を熱交換する室内熱交換器ｊにより蒸発され低圧ガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は室内ユニットと室外ユニットを接続するガス配管ｋにより室外ユニットへ送られ室外ガス阻止弁ｌより流入し供給先を切替える四方弁ｂを介し圧縮機ａに戻る冷凍サイクルとなっている。
【００１５】
交換前の室外ユニットに搭載された圧縮機で故障が生じていた場合は、鉄分や銅粉等の異物が生じ冷凍サイクル全体に流れる。既設配管を利用する場合は、その配管に異物が残る場合がある。この異物が交換後の新しい室外ユニットに流入し圧縮機に侵入することを防止するため、ガス管の途中である室外ガス阻止弁の前に濾過装置ｍを設けている。
【００１６】
暖房運転サイクルでは、上記の冷房運転サイクルと逆向きに冷媒が流れる。冷房運転サイクルと同様に、既設配管に残った鉄分や銅粉等の異物が、圧縮機等を有する室外ユニットに侵入することを防止するため、液管の途中である室外ガス阻止弁の前に濾過装置ｎを設けている。
【００１７】
図２に冷房運転サイクルの場合のガス冷媒配管側に設置された濾過装置内部のフィルタに固形異物を捕捉させる状況を示す。濾過装置４４は、一端に開口部を有し他端を底部とするコップ形状の第１のフィルタ４１と、その内側に両端を開口部として第１のフィルタ４１の底部に向かって開口面積を狭くした第２のフィルタ４２と、開口部と同心円状の流体通過穴を有するリング状の支持部４３とを有するフィルタ部を具備する。
【００１８】
コップ形状の第１のフィルタ４１は支持部４３のリング状の外径周囲に溶接固定され、内側の第２のフィルタ４２は支持部４３のリング状の内径周囲に溶接固定される。濾過装置４４は冷媒が流入出する流通口を両端に有する筒形の銅管とし、筒の軸が冷媒の流れ方向に沿うように設置し、管内部にフィルタ４１，４２を具備する。フィルタ４１，４２は、濾過装置４４に挿入されたフィルタ部のリング状の支持部４３を本体外周からロールカシメ４５にて固定する。なお、フィルタ４１，４２の開口部や支持部は必ずしもリング状でなくても、冷媒や異物を取り込むよう開口していればよい。
【００１９】
濾過装置４４は筒の両端の冷媒流通口４８，４９が絞り加工され、冷凍サイクル途中の配管と直接ろう付けで接続する。両端の冷媒流通口４８，４９は室外ガス阻止弁を介した室外ユニットと既設配管を介した室内ユニットに各々通じるように設けられる。両端の冷媒流通口４８，４９を各々室外ユニット側，室内ユニット側と称すると、第１のフィルタ４１の開口部、第２のフィルタ４２の開口部（第１の開口部４６）は濾過装置４４の室内ユニット側の冷媒流通口４８に向くように備えられる。
【００２０】
図２の矢印は冷媒の流れを示す。フィルタ４１，４２は何れも冷媒や冷凍機油は通るが固形異物は通らない大きさのメッシュを備えた不織布等とする。冷媒は第１のフィルタ４１の開口部、第２のフィルタ４２の第１の開口部４６から流入し、第２のフィルタ４２の他端の第２の開口部４７と第１のフィルタ４１の底部を経由して流れたり、フィルタ４１，４２の側面を経由して流れたりするので、支持部４３を通過した後の冷媒流路は様々である。
【００２１】
冷媒と共に固形異物も濾過装置４４に流入するが、固形異物はフィルタ４１，４２を通り抜けることができないので、フィルタ４１，４２の内壁に捕捉される。支持部４３を通過した冷媒は、第２のフィルタ４２による抵抗を受けない第２の開口部４７に冷媒が勢いよく流れるため、異物の大部分はコップ形状の第１のフィルタ４１の底面に捕捉される。斜線で示す異物は図２の（ａ）のように、徐々に第２の開口部４７の下流部分に堆積していく。しかし、異物が堆積した部分に次々と流速の大きい冷媒が流れてくるため、異物は図２の（ｂ）のように、第１のフィルタ４１の側面に向かって押し広げられる。異物量が多い場合は、第１のフィルタ４１の底面だけでなく側面にも異物が広がり、第１のフィルタ４１の広範囲で異物が捕捉される。異物の一部は第２のフィルタ４２の内壁にも捕捉されるが、第２のフィルタ４２はその第２の開口部４７に向かってすぼまっており、一旦捕捉された後に第２のフィルタ４２他端の開口面積が小さい開口部から押し出され、下流側の第１のフィルタ４１の底面に捕捉される。このように固形異物の大部分はフィルタ４１の内部かつフィルタ４２の外部に捕捉される。異物量は冷凍サイクル装置により様々だが、捕捉状態は概ね上記のようになる。
【００２２】
図３に冷房運転サイクルから暖房運転サイクルに切替えた場合のガス冷媒配管側に設置された濾過装置内部の状況を示す。図２の場合と冷媒流入方向は逆転し、冷房運転サイクル時にコップ形状の第１のフィルタ４１内壁に捕捉された異物は図３の（ａ）のように剥がれる。この異物はフィルタのメッシュを通過できないので、第２のフィルタ４２の開口部のうち開口面積が小さい第２の開口部４７の内周側を通らなければ濾過装置４４から脱出できない。
【００２３】
上述したように、異物は通過した第２の開口部４７の開口面積よりも広範囲に広がって第１のフィルタ４１の底面に捕捉されるため、第２の開口部４７を第１のフィルタ４１の底面に軸方向に投影させた投影面積よりも異物の捕捉面積が大きくなっている。濾過装置４４の軸と直交する向きに第１のフィルタ４１の底部を切断した断面積よりも第２の開口部の開口面積の方が小さいので、第２の開口部４７の下流に局所的に異物が堆積した後に押し広げられて面積が大きくなるという過程を経る。この面積が大きいほどサイクルが逆転したときに第２の開口部４７の内側に流入する異物が減少する。これにより、異物の捕捉後にサイクルが切替わった場合に第２の開口部４７の外周側を通る異物が存在し、図３の（ｂ）のようにフィルタ４１，４２の壁面間に捕捉されたままとなり濾過装置４４から出ていかない。
【００２４】
濾過装置４４のフィルタ部をフィルタ４１，４２で二重壁構造とし、異物を回収するサイクル（本実施例では冷房運転サイクル）時に、第２のフィルタ４２の下流側かつ外周側に第１のフィルタ４１を備え、第２のフィルタ４２を下流側に向かって開口面積を小さくしていくことで、第１のフィルタ４１の内部かつ第２のフィルタ４２の外部に異物の大部分を捕捉する。第１のフィルタ４１よりも下流に異物が流出することはないので、室外ユニットに異物は流入しない。
【００２５】
異物の回収後に逆サイクル（本実施例では暖房運転サイクル）で運転させた時に、第２のフィルタ４２の冷媒下流側となる第１の開口部４６よりも冷媒上流側となる第２の開口部４７の開口面積を小さくする。これにより、第２のフィルタ４２の第２の開口部４７に、一旦捕捉された異物が流入しにくくなるので、室内ユニット内部へ戻ってしまう異物を大幅に削減させることができる。
【００２６】
本実施例ではフィルタ４２は縦断面が径方向に膨らんでいるが、例えば縦断面を直線状に形成して円錐形状，角錘形状としてもよい。また、第１のフィルタ４１は筒形状だが、例えば円錐台，角錘台のように底面が広がっていてもよい。濾過装置４４は横向き（地面に水平）に設置しているが、縦向きであっても異物がフィルタ部で捕捉される状態は同様である。また、室外ガス阻止弁ｌとガス配管ｋとの間、室外液阻止弁ｆと液配管ｇとの間の各々に濾過装置４４を備えていればよいので、濾過装置４４は室外ユニット内に組み込まれていてもよい。また、冷媒流路が正逆切替わり、既設配管を用いた冷凍サイクル装置であれば、空気調和機に限られない。
【実施例２】
【００２７】
濾過装置４４内のフィルタ４１，４２を固定するリング状の支持部４３の材質を磁石などの磁性体により形成する。これにより、支持部４３に鉄分等を吸着させ、フィルタ４１，４２に捕捉される固形異物の量を減少させることができるので、更に室内ユニットへの固形異物の流入を防ぐことができる。
【実施例３】
【００２８】
濾過装置４４内のフィルタ４１の材質を磁性のある材質にて形成し、フィルタ４１の内部に備えられたフィルタ４２をステンレス製不織布またはポリエステル製不織布等の非磁性体にて形成する。これにより、フィルタ４２の内側には固形異物が大量に付着することを避け、フィルタ４１に固形異物の捕捉量を増加させることができるので、更に室内ユニットへの固形異物の流入を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００２９】
ａ  圧縮機
ｂ  四方弁
ｃ  室外熱交換器
ｄ  減圧装置
ｅ  受液器
ｆ  室外液阻止弁
ｇ  液配管
ｈ  減圧装置
ｊ  室内熱交換器
ｋ  ガス配管
ｌ  室外ガス阻止弁
ｍ  濾過装置（第１の濾過装置）
ｎ  濾過装置（第２の濾過装置）
４１  フィルタ（第１のフィルタ）
４２  フィルタ（第２のフィルタ）
４３  支持部
４４  濾過装置
４５  ロールカシメ
４６  第１の開口部
４７  第２の開口部
４８，４９  冷媒流通口
【図１】
2012184866.tif 000003
【図２】
2012184866.tif 000004
【図３】
2012184866.tif 000005