(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部と密閉されたケース本体と、該ケース本体内を気体室と液体室とに隔絶すると共に該両室の容積を可変する隔壁と、前記気体室に接続されると共に前記気体室内の圧力を減圧するための減圧装置に接続可能な気体室減圧用バルブと、前記気体室に接続されると共に前記気体室内の圧力を加圧するための加圧装置に接続可能な気体室加圧用バルブと、前記液体室の上方位置に接続されると共に前記液体室内の圧力を減圧する減圧装置に接続可能な液体室抜気用バルブと、前記液体室の下方位置に接続されると共に補充用冷凍機油が満たされたオイル缶並びに冷凍機圧縮機の冷凍機油補充部に切替接続可能な液体室補充油吸引・吐出用バルブとを備え、
前記隔壁は前記各バルブの開閉によって前記気体室と前記液体室の容積を相対的に可変するように前記ケース本体内で変位可能である
ことを特徴とする冷凍機油の補充装置。
【請求項２】
前記加圧装置が冷凍機圧縮機であり且つその高圧側逆止弁に前記気体室加圧用バルブが接続可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機油の補充装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍機保全時に冷凍機圧縮機（例えば、圧縮機のクランク室やモータ軸受部等）に冷凍機油を補充する可搬式の補充装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、冷凍機に設けられた圧縮機のクランク室やモータ軸受部等（冷凍機油補充部）には潤滑油量を適当に保つ為に潤滑油を追加充填する必要がある。これは油が冷媒に溶け込むということの他、油が蒸発器、凝縮器、配管等に蓄積してしまうことに起因する。
【０００３】
一方、上述したように、油は冷媒に溶け込んで、そのまま冷媒配管系に供給されるので、油に水分や空気の浸入があると冷媒回路の詰りや、摺動部の油膜切れによる焼き付きが発生する為、油から水分を含む空気を抜気した油を補充する必要がある。
【０００４】
図４及び図５は、このような冷凍機における抜気の一例を示し（特開平７−２７４５２号公報参照）、図４は冷凍機油充填装置の要部の配管図、図５は冷凍機油充填装置を備える冷凍機回路図である。
【０００５】
図５に示すように、特開平７−２７４５２号公報に開示された冷凍機回路は、圧縮機１０１、圧縮機１０１の吐出側に接続されて油分離部１０２ａ及び油タンク部１０２ｂを有する油分離器１０２、逆止弁１０３、水冷凝縮器１０４、水分を吸着させるドライヤ１０５、複数の電子弁（図示せず）から構成された膨張機構１０６、満液式蒸発器１０７がこの順に冷媒配管で循環接続されている。
【０００６】
油タンク部１０２ｂは油フィルタ１０８を介して圧縮機１０１と接続されている。また、油タンク部１０２ｂの上方位置には油充填タンクユニット１０９が配置されている。
【０００７】
冷凍機油の充填装置を構成する油充填タンクユニット１０９は、図４に示すように、筒形胴体１０９ａの上下に蓋体１０９ｂ，１０９ｃを溶接等で固定した圧力容器から構成されている。
【０００８】
筒型胴体１０９ａには、上下一対のユニット取付脚１０９ｄ，１０９ｅと油面観察窓１０９ｆ，１０９ｇとが設けられている。また、筒型胴体１０９ａの外周には、電源１１０に接続された電気ヒータからなる加熱源１１１が巻回されている。さらに、筒型胴体１０９ａの下部には油充填口１０９ｈが設けられている。この油充填口１０９ｈには、閉鎖弁１１２を介装した導管１１３が接続されている。この導管１１３の先端は補充用の冷凍機油（油）１２０を満たしたオイル缶１１４の内部（油１２０の内部）に臨んでいる。
【０００９】
下方の蓋体１０９ｂには下部取出ポート１０９ｉが設けられている。この下部取出ポート１０９ｉは、補給弁１１５を介して油タンク部１０２ｂの底部に接続されている。
【００１０】
上方の蓋体１０９ｃには上部均圧ポート１０９ｊが設けられている。この上部均圧ポート１０９ｊは、均圧弁１１６を介して油分離器１０２と逆止弁１０３との間の冷媒配管に接続されている。また、蓋体１０９ｃには抜気ポート１０９ｋが設けられている。この抜気ポート１０９ｋは、閉鎖弁１１７を介して減圧ポンプ手段１１８に接続されている。
【００１１】
この減圧ポンプ手段１１８は、油充填タンクユニット１０９のタンク内部を減圧して充填油から含有水分を蒸発させると共にこの水分を排出する真空ポンプから構成されている。
【００１２】
このような構成において、補給弁１１５及び均圧弁１１６を閉鎖すると共に各閉鎖弁１１２，１１７を開放し、減圧ポンプ手段１１８を駆動することにより、オイル缶１１４に満たされた油１２０が油充填タンクユニット１０９の内部へと充填される。
【００１３】
さらに、この油充填タンクユニット１０９に油１２０が充填された状態で、閉鎖弁１１２を閉鎖して、減圧ポンプ手段１１８を更に高真空側に向けて駆動することにより、油充填タンクユニット１０９の内部圧力が更に減圧され、油１２０に含まれていた水分が蒸発されると共に外部に排出される。
【００１４】
このとき、同時に加熱源１１１に通電することにより、油１２０からの水分の蒸発を促進することができる。こうして、油充填タンクユニット１０９に充填した油１２０から水分が除去される。
【００１５】
この抜気処理の後、閉鎖弁１１７を閉鎖して、補給弁１１５及び均圧弁１１６を開放することにより、水分を殆ど含まない油１２０が、その自重により油タンク部１０２ｂに供給される。
【００１６】
尚、冷凍機油１２０を追加補充する場合の他、補充用油１２０とは別の冷媒配管系に循環している油（循環油）からも水分を除去することができる。
【００１７】
この場合は、閉鎖弁１１２及び均圧弁１１６を閉鎖すると共に補給弁１１５及び閉鎖弁１１７を開放し、減圧ポンプ手段１１８を駆動することにより、油タンク部１０２ｂから油充填タンクユニット１０９の内部に循環油を吸い上げることができ、その後、補給弁１１５を閉鎖して、減圧ポンプ手段１１８を更に駆動することにより、循環油から水分を除去することができる。
【００１８】
こうして、抜気処理により水分を除去した循環油を再び冷媒配管系に戻すことによって、ドライヤ１０５が故障して水分吸着性能が低下した場合等にも良好に対応することができる。
【００１９】
ところで、上述した冷凍機油１２０の補充技術として特開平７−２７４５２号に開示された技術は、各弁１１２，１１５，１１６，１１７の開閉制御を行った上で減圧ポンプ手段１１８を駆動し、オイル缶１１４に満たされた油１２０を油充填タンクユニット１０９の内部へと充填した後、閉鎖弁１１２を閉鎖して減圧ポンプ手段１１８を更に高真空側に向けて駆動することにより、油充填タンクユニット１０９の内部圧力を減圧して油１２０に含まれていた水分を蒸発させて抜気処理を行った上で、油１２０を自重により油タンク部１０２ｂ側に供給しているものの、圧縮機１０１に対しては、充填タンクユニット１０９が設置されておらず、可搬式の手動の加圧ポンプ（図示せず）で抜気しない冷凍機油を補充している。
【００２０】
図３は、このような特開平７−２７４５２号と同様に、冷凍機のピストン・クランク式の圧縮機に、手動の加圧ポンプを用いて冷凍機油を補充する冷媒回路図である。
【００２１】
図３において、１は冷媒を圧縮する圧縮機、２は凝縮器である。この圧縮機１と凝縮器２との間では冷媒は高圧のガス状となる。３は減圧と流量の制御をする膨張弁、４は水で冷媒を加熱する蒸発器である。
【００２２】
圧縮機１は、シリンダー部５、クランク室６、電動機部７から構成され、電動機部７でクランク軸を回転させると共に複数のピストンをシリンダー内で往復運動させ、冷媒を電動機部７の室内を経由させて電動機（図示せず）を冷却しながら吸引し、シリンダー部５で圧縮して循環させている。
【００２３】
５ａ，６ａ，７ａは外部ホース等と接続するための圧縮機１に付属する逆止弁で、逆止弁５ａは高圧のシリンダー部５、逆止弁６ａは低圧のクランク室６、逆止弁７ａは低圧の電動機部７の軸受給油（図示せず）に繋がっている。
【００２４】
８は冷凍機油（油）１２０をいれる油タンク、９はハンドル１０を上下方向に動かすことによってボール弁９ａが動作して油１２０を内部に吸い上げる手動の加圧ポンプ、１１は逆止弁、１２は圧力計である。１３はクランク室６に繋がる逆止弁６ａに接続するオイルチャージホース、１４，１５は手動開閉式のバルブである。
【００２５】
クランク室６に油１２０を給油する場合は、圧縮機１を停止させた後、ポンプや配管内のエアパージをする（配管や容器内の室気を追い出し、冷媒やオイルを充填させた状態、或いは、真空の状態にする）為に、油タンク８に入れた油１２０を加圧ポンプ９を使って吸い上げ、加圧ポンプ９内の油１２０をオイルチャージホース１３内に満たす。
【００２６】
そして、油１２０がオイルチャージボース１３の先端からあふれる状態となったらば、オイルチャージホース１３の先端をクランク室６に繋がる逆止弁６ａに接続する。この接続が完了したとき、圧力計１２のレベル表示はクランク室６内の圧力値を示す。この状態からさらにハンドル１０を上下方向に動かすことによって油１２０が圧送される。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した冷凍機における油１２０の補充にあっては、抜気処理を施していない油１２０を圧縮機１に補給しているうえ、手動の加圧ポンプ９を使用していることから、ポンプや配管内のエアパージが不充分になり易いという問題が生じていた。
【００２８】
一方、図３に示した手動式に変えて、圧縮機１への油の補充を特開平７−２７４５２号に開示された充填タンクユニット１０９で行うことが考えられるが、この補充タンクユニット１０９にあっては、抜気した油１２０を自重により供給する構成であることから、圧縮機１よりも上方に補充タンクユニット１０９を配置しなければならないという設置場所に制約があるという問題が生じる。
【００２９】
また、特開平７−２７４５２号に開示の補充タンクユニット１０９を利用して自重に拠らず強制的に油１２０を供給する場合、蓋体１０９ｃ側に供給用ポンプ等の加圧手段を設け、この加圧手段によって筒型胴体１０９ａ内に気体圧力を加えることで筒型胴体内の油１２０を下部取出ポート１０９ｉを経由して供給することになる。
【００３０】
しかしながら、このような構成では、加圧手段が新たに必要となる上、筒型胴体１０９ａ内の油１２０は抜気したものである必要から、その気体圧力として水分の少ない窒素等の不活性ガスを使用しなければならず、しかも筒型胴体１０９ａ内の油１２０の撹拌を防ぎながら水分の少ない窒素等の不活性ガスを徐々に加圧する必要があるといった具合に、現場作業向きではないという新たな問題も発生する。
【００３１】
即ち、筒型胴体１０９ａ内の油１２０に撹拌が発生すると、油中に気泡が閉じ込められてしまい、その油中の気泡が浮き上がって抜気するのに時間を要するばかりでなく、摺動部の油切れによる焼き付きの原因となってしまう。
【００３２】
本発明は、上記問題を解決するため、設置場所に制約を受けることなく使用し得て、しかも、補充用の油が充填された液体室内に気体を送り込むことなく抜気することができ、現場作業に適合することができる冷凍機油の補充装置を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、本発明の冷凍機油の補充装置は、外部と密閉されたケース本体と、該ケース本体内を気体室と液体室とに隔絶すると共に該両室の容積を可変する隔壁と、前記気体室に接続されると共に前記気体室内の圧力を減圧するための減圧装置に接続可能な気体室減圧用バルブと、前記気体室に接続されると共に前記気体室内の圧力を加圧するための加圧装置に接続可能な気体室加圧用バルブと、前記液体室の上方位置に接続されると共に前記液体室内の圧力を減圧する減圧装置に接続可能な液体室抜気用バルブと、前記液体室の下方位置に接続されると共に補充用冷凍機油が満たされたオイル缶並びに冷凍機圧縮機の冷凍機油補充部に切替接続可能な液体室補充油吸引・吐出用バルブとを備え、前記隔壁は前記各バルブの開閉によって前記気体室と前記液体室の容積を相対的に可変するように前記ケース本体内で変位可能であることを特徴とする。
【００３４】
このような冷凍機油の補充装置にあっては、外部と密閉されたケース本体内が隔壁により気体室と液体室とに隔絶されると共にその変位によって各室の容積が可変され、気体室内の圧力を減圧するための減圧装置に接続可能な気体室減圧用バルブが前記気体室に接続され、気体室内の圧力を加圧するための加圧装置に接続可能な気体室加圧用バルブが前記気体室に接続され、液体室内の圧力を減圧する減圧装置に接続可能な液体室抜気用バルブが液体室の上方位置に接続され、補充用冷凍機油が満たされたオイル缶並びに冷凍機圧縮機の冷凍機油補充部に切替接続可能な気体室補充油吸引・吐出用バルブが液体室の下方位置に接続される。
【００３５】
これにより、各バルブの接続並びに開閉によって気体室と液体室とが減圧・加圧されると共に、その圧力差に応じて隔壁が気体室と液体室の容積を可変し、これによりオイル缶から気体室内への油の吸引、気体室内での油の抜気、気体室内から冷凍機油補充部への油の吐出が可能となる。
【００３７】
さらに、本発明は、前記加圧装置が冷凍機圧縮機であり且つその高圧側逆止弁に前記気体室加圧用バルブが接続可能となっていることを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の冷凍機油の補充装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３９】
図１は本発明の冷凍機油の補充装置の縦断面図である。
【００４０】
図１において、補充装置１００は、有底円筒形状のケース１６と、ケース１６内に形成された円形のシリンダー１７と、ケース１６の開放端を閉成してシリンダー１７内を外部から密閉する蓋体１８と、シリンダー１７内を奥側（図示左側）の気体室Ａと手前側（図示右側）の液体室Ｂとに隔絶状態で分割すると共に気体室Ａと液体室Ｂとの圧力差によって軸線方向に沿って変位するピストン１９と、ピストン１９の外壁に設けられたシール用のＯリング等のピストンリング２０とを備えている。尚、ケース１６と蓋体１８とはケース本体を構成している。
【００４１】
ケース１６の底部１６ａの上下には、気体室Ａと接続された一対のバルブ２１，２２が並列的に設けられている。
【００４２】
気体室減圧用バルブとしてのバルブ２１は、図示を略する真空ポンプ（減圧装置）に接続され、バルブ２１を開放した状態で真空ポンプを駆動させることによって気体室Ａが減圧され、これにより、ピストン１９が底部１６ａ側に変位される（気体室Ａの容積が狭くなると同時に液体室Ｂの容積が広くなる）。
【００４３】
気体室加圧用バルブとしてのバルブ２２は、ホース３１を介して圧縮機１の高圧側の逆止弁５ａと接続可能となっている。このホース３１の中途部にはバルブ３２が設けられている。
【００４４】
蓋体１８には、補充装置１００を水平状態で設置した時に上部に位置する補充油抜気用のバルブ２３と、補充装置１００を水平状態で設置した時に下部に位置する液体室補充油吸引・吐出用バルブ２４とが設けられている。
【００４５】
液体室抜気用バルブとしてのバルブ２３は、図示を略する真空ポンプ（上記真空ポンプと同じでも別でも良い）に接続され、バルブ２３を開放した状態で真空ポンプを駆動させることによって液体室Ｂが減圧され、これにより、ピストン１９が蓋体１８側に変位される（液体室Ｂの容積が狭くなると同時に気体室Ａの容積が広くなる）。尚、詳細は図２（Ｂ）を参照した抜気処理で説明する。
【００４６】
気体室Ａ並びに液体室Ｂ内の圧力は、バルブ２１，２２及びバルブ２３の手前に接続された圧力計２５，２６によって確認することができる。
【００４７】
また、底部１６ａの上方並びに蓋体１８の上下には、覗き窓２７〜２９が設けられている。覗き窓２７は、主としてピストン１９の位置を確認（目視）するために用いられ、覗き窓２８，２９は液体室Ｂ内の油１２０の量を確認（目視）するために用いられる。
【００４８】
次に、本発明の冷凍機油の補充装置１００の動作と補充の手順を図２に基づいて説明する。
【００４９】
図２（Ａ）は補充装置にオイル缶から油を充填する説明図、図２（Ｂ）は補充装置に充填された油から空気を抜気する説明図、図２（Ｃ）は抜気した油を圧縮機のクランク室に補充する説明図である。
【００５０】
先ず、図２（Ａ）に基づいて、オイル缶１１４から補充装置１００に油１２０を充填する説明をする。
【００５１】
補充装置１００にオイル缶１１４から油１２０を充填するために、オイルチャージホース１３を介して液体室補充油吸引・吐出用バルブ２４とオイル缶１１４とを接続した後、バルブ２２，２３を閉鎖すると共にバルブ２１を真空ポンプ（図示せず）に接続し、その真空ポンプでシリンダー１７の奥側の気体室Ａを吸引する。
【００５２】
この際、ピストン１９は奥側に変位することから、シリンダー１７の手前側の液体室Ｂが負圧となり、これによりオイル缶１１４内の油１２０が吸引され、液体室Ｂに油１２０が充填される。
【００５３】
油１２０の充填量が適量となったことを確認（覗き窓２８，２９で確認）したらば、バルブ２１，２４を閉鎖する。尚、更に油１２０を充填させたい場合はバルブ２１を開放し、液体室補充油吸引・吐出用バルブ２４を一旦閉鎖して、バルブ２３から真空引きして、ピストン１９を蓋体１８側に移動させてから前述の手順で充填させる。
【００５４】
次に、図２（Ｂ）に基づいて抜気の説明をする。
【００５５】
バルブ２１，２２，２３，２４を閉鎖して、液体室補充油吸引・吐出用バルブ２４と圧縮機１のクランク室６に繋がる逆止弁６ａをオイルチャージホース１３で接続する。
【００５６】
オイルチャージホース１３内はクランク室６内の圧力まで上昇するので、液体室補充油吸引・吐出用バルブ２４を開放して瞬時に閉鎖し、オイルチャージホース１３をエアパージする。そしてバルブ２３を開放して真空引きすることによりオイルチャージホース１３内がエアパージされ、補充装置１００内の油１２０も抜気される。
【００５７】
次に、図２（Ｃ）に基づいて抜気した油１２０を圧縮機１のクランク室６に補充する場合を説明をする。
【００５８】
上述した真空引きが完了したらば、バルブ２３を閉鎖し、バルブ２２と圧縮機１の高圧側の逆止弁５ａとをホース３１で接続する。
【００５９】
次に、このホース３１の中間に設けられたバルブ３２を開放した上で、バルブ２２，２４を徐々に開放すると圧縮機１の高圧側の圧力の１．５〜２ＭＰａで気体室Ａが満たされ、逆止弁６ａと繋がるクランク室６は０．４ＭＰａ程度の圧力の為に液体室Ｂの油１２０がクランク室６へと補充される。
【００６０】
このとき、ピストン１９が存在する為、液体室Ｂの油１２０が撹伴されて泡立つ等の現象は発生しない。
【００６１】
さらに、クランク室６への油１２０の補充が完了したらば、バルブ２４，３２を閉鎖し、ホース３１及び気体室Ａ内のガスをバルブ２１から冷媒回収装置で気体室Ａの圧力が大気圧近くになるまで回収する。
【００６２】
最後に、液体室補充油吸引・吐出用バルブ２４を閉鎖したままオイルチャージホース１３を逆止弁６ａから外し、オイルチャージホース１３内の油１２０を回収して作業は完了する。
【００６３】
以上のように、圧縮機１の持つ高圧と低圧の差圧を利用してクランク室６に抜気した油１２０を補充することができる。
【００６４】
ところで、上述した作業途中に、ピストン１９の位置は覗き窓２７から目視することができ、油１２０の充填量（油面）は覗き窓２８，２９によって目視することができる上、気体室Ａ，Ｂの圧力を圧力計を２５，２６とによって目視することができ、状況の確認を容易に行うことができる。
【００６５】
また、抜気した油１２０を圧縮機１のクランク室６に補充する際、圧縮機１の高圧側の圧力を利用した技術を図２（Ｃ）に基づいて説明したが、補充装置１００の気体室Ａを加圧する手段は、圧縮機１の高圧側の圧力に限るものではなく、クランク室６の０．４ＭＰａ程度の圧力以上の圧縮気体であれば良いことから、例えば、圧縮空気ボンベ（図示せず）に接続しても同様の作用・効果を奏することができる。
【００６６】
さらに、本発明の補充装置１００にあっては、自重によって油１２０を補充するのではなく、圧縮機１の高圧側を気体室Ａへの加圧装置として利用することから、設置場所に制約を受け難く、しかも、可搬性を具備させることができる。
【００６７】
また、液体室Ｂ内に水分の少ない窒素等の不活性ガスを徐々に加圧するといった気体を充填する必要が無いことから、充分な抜気を行うことができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の冷凍機油の補充装置にあっては、以上説明したように構成したことにより、設置場所に制約を受けることなく使用し得て、しかも、補充用の油が充填された液体室内に気体を送り込むことなく抜気することができ、現場作業に適合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係わる冷凍機油の補充装置の縦断面図である。
【図２】  （Ａ）は補充装置にオイル缶から油を充填する説明図、（Ｂ）は補充装置に充填された油から空気を抜気する説明図、（Ｃ）は抜気した油を圧縮機のクランク室に補充する説明図である。
【図３】  従来の冷凍機油の補充装置を示し、冷凍機のピストン・クランク式の圧縮機に手動の加圧ポンプを用いて冷凍機油を補充する方式の冷媒回路図である。
【図４】  図５に示した従来の他の冷凍機油の充填装置の要部の配管図である。
【図５】  従来の他の冷凍機油の充填装置の冷凍機回路図である。
【符号の説明】
１  圧縮機、６  クランク室（冷凍機油補充部）、１３  オイルチヤーシホース、１６  ケース（ケース本体）、１７  シリンダー（ケース本体内）、１８  蓋体（ケース本体）、１９  ピストン（隔壁）、２０  ピストンリング、２１  バルブ（気体室減圧用バルブ）、２２  バルブ（気体室加圧用バルブ）、２３  バルブ（液体室抜気用バルブ）、２４  液体室補充油吸引・吐出用バルブ、２５圧力計、２６  圧力計、２７  覗き窓、２８  覗き窓、２９  覗き窓、３１  ホース、１００  補充装置。
【図１】
0004015457.tif 000002
【図２】
0004015457.tif 000003
【図３】
0004015457.tif 000004
【図４】
0004015457.tif 000005
【図５】
0004015457.tif 000006