| 【発明の名称】 |
冷凍サイクルの排気方法及び冷凍サイクル |
| 【発明者】 |
【氏名】白水 敏行
【氏名】芦田 健治
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| 【要約】 |
【課題】冷媒回路及び機械油に存在する空気や水分を速やかに除去できる冷凍サイクルの排気方法を提供する。
【解決手段】圧縮機２、凝縮器３、乾燥器４、毛細管５、蒸発器６を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクル１の前記圧縮機２を外側から熱風で加熱しながら、前記圧縮機２の低圧側に接続された排気用パイプ７から前記閉回路を真空排気する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルの排気方法において、前記圧縮機を外部から加熱しながら、前記閉回路を真空排気することを特徴とする冷凍サイクルの排気方法。
【請求項２】 前記圧縮機に対して熱風を与えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクルの排気方法。
【請求項３】 前記圧縮機に電磁誘導コイルを密着させ、該電磁誘導コイルに通電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排気方法。
【請求項４】 圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルの排気方法において、前記圧縮機に振動を与えながら、前記閉回路を真空排気することを特徴とする冷凍サイクルの排気方法。
【請求項５】 底面にコルゲート加工が施された波形板に前記冷凍サイクルを載置し、その波形板を複数の回転自在なローラが平行に配設されたレールの上で移動させることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクルの排気方法。
【請求項６】 前記振動が超音波振動であることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクルの排気方法。
【請求項７】 圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルの排気方法において、前記閉回路を真空排気した後、一定時間経過後、再度排気を行うことを特徴とする冷凍サイクルの排気方法。
【請求項８】 前記排気を１本排気により行うことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の冷凍サイクルの排気方法。
【請求項９】 圧縮機、凝縮器、蒸発器、前記凝縮器と前記蒸発器とを連通接続する連結配管を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルにおいて、前記閉回路を真空排気した後、前記連結配管の内径が小さくなるように縮管して減圧膨張管を形成したことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１０】 圧縮機、凝縮器、蒸発器、前記蒸発器側に手動式膨張弁を介して前記凝縮器と前記蒸発器とを連通接続する連結配管を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルにおいて、前記手動式膨張弁を全開にして前記閉回路を真空排気した後、前記手動式膨張弁を絞って減圧膨張手段を形成したことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１１】 前記排気を１本排気により行うことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の冷凍サイクル。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機、凝縮器、乾燥器、毛細管及び蒸発器等からなる冷凍サイクルの真空排気方法及び冷凍サイクルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、冷媒回路の内部から空気等の非凝縮性ガス、水分等を除去する方法としては、冷媒回路の低圧側及び高圧側の両方から真空排気するいわゆる２本排気方法と、低圧側からのみ真空排気する１本排気方法とがある。
【０００３】図９は、２本排気による冷凍サイクルの真空排気方法の一例を示している。図９に示すように冷凍サイクル１は、圧縮機２、凝縮器３、乾燥器４、毛細管５及び蒸発器６を連結して閉じた冷媒回路を形成してなる。尚、図中の矢印は冷媒の流れを示しているが、このような冷凍サイクルにおける冷媒の循環については周知であるので、ここでは詳述しない。
【０００４】圧縮機２の高圧側及び蒸発器６の上流側（低圧側）にそれぞれ、排気用パイプ７，８を設け、両者を真空ポンプ（図示せず）と接続して白抜き矢印の如く冷媒回路を真空排気する。従って、２カ所から冷媒回路は真空排気されるため、短時間で充分に冷媒回路の空気や水分を除去できる。しかし、排気用パイプを高圧側と低圧側の２カ所に設けなければならず、その分、付随する部品も増加し、冷凍サイクルの生産ラインにおいて溶接や組立に時間を要するため、コストダウンが困難であった。
【０００５】一方、１本排気方法では、図１０に示すように１カ所の排気用パイプ７からのみ冷媒回路を真空排気するので、上記２本排気の場合に比し、部品点数が減って製造コストの削減が図られるものの、凝縮器３を主とする高圧側の排気路が毛細管５で狭められているため、排気時間が短い場合、冷媒回路内に多くの空気が残留し、その結果、非凝縮性の空気の存在によって凝縮圧力が高くなり冷凍能力が低下する、或いは機械油、冷媒、その他の材料が空気中の酸素と反応して分解され、冷却装置の寿命が短縮する等の欠点がある。従って、上記２本排気と同程度の排気効果を得るためには、多大な時間を要するという問題があった。
【０００６】また、上記従来の２本排気又は１本排気による方法はいずれも、主として冷媒回路の内部に存在する空気や非凝縮性ガス、水分等を除去するものであり、その排気の作用は、圧縮機２内に封入された機械油にはほとんど及ばない。即ち、機械油にも空気、非凝縮性ガス、水分等が溶存しているが、上記方法ではこれらを完全に除去することができなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、短時間で冷媒回路及び機械油に存在する空気や水分を除去できる冷凍サイクルの排気方法を提供することを目的とする。また、本発明は、１本排気により冷媒回路を真空排気する場合において、その排気時間が短時間であっても、排気後の冷媒回路に空気や水分が残留しにくい冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明では、圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルの排気方法において、前記圧縮機を外部から加熱しながら、前記閉回路を真空排気することに特徴を有する。これによると、前記閉回路は勿論、圧縮機内に封入された機械油中に溶存している空気や水分も加熱により追い出され、真空排気によって確実に除去される。
【０００９】尚、圧縮機を外部から加熱する方法としては、圧縮機に対して外部から熱風を与えたり、或いは、圧縮機に電磁誘導コイルを密着させ、該電磁誘導コイルに通電することにより実現できる。後者の場合は、圧縮機に渦電流が発生し、ジュール熱によって圧縮機自体が熱をもつ。
【００１０】また、本発明では、圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルの排気方法において、前記圧縮機に振動を与えながら、前記閉回路を真空排気することに特徴を有する。これよると、前記閉回路は勿論、圧縮機内に封入された機械油中に溶存している空気や水分も振動により追い出され、真空排気によって確実に除去される。
【００１１】尚、圧縮機に振動を与える方法としては、底面にコルゲート加工が施された波形板に前記冷凍サイクルを載置し、その波形板を複数の回転自在なローラが平行に配置されたレールの上で移動させる方法を使用できる。また、超音波振動子を用いて圧縮機に超音波振動を与えてもよい。
【００１２】また、本発明では、圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルの排気方法において、前記閉回路を真空排気した後、一定時間経過後、再度排気を行うことに特徴を有する。これによると、予め閉回路を真空排気しておくと、閉回路内の大部分の空気や水分が低圧側に移動しているため、一定時間経過後に排気を再開すれば直ちにこれらを除去・回収できる。特に、排気を１本排気により行う場合には、冷媒回路の排気に要する時間が大幅に短縮される。
【００１３】そして、本発明では、圧縮機、凝縮器、蒸発器、前記凝縮器と前記蒸発器とを連通接続する連結配管を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルにおいて、前記閉回路を真空排気した後、前記連結配管の内径が小さくなるように縮管して減圧膨張管を形成したことに特徴を有する。これによると、減圧手段としての毛細管が不要となるとともに、閉回路の真空排気が容易になる。
【００１４】さらに、本発明では、圧縮機、凝縮器、蒸発器、前記蒸発器側に手動式膨張弁を介して前記凝縮器と前記蒸発器とを連通接続する連結配管を連結して閉回路を形成してなる冷凍サイクルにおいて、前記手動式膨張弁を全開にして前記閉回路を真空排気した後、前記手動式膨張弁を絞って減圧膨張手段を形成したことに特徴を有する。これによると、減圧手段としての毛細管が不要となるとともに、閉回路の真空排気が容易になる。特に、排気を１本排気により行う場合は、排気時間が大幅に短縮される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。尚、本発明の各実施形態において、図９及び１０に示す従来の冷凍サイクルと共通の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１６】＜第１の実施形態＞本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る冷凍サイクルの排気方法の説明図である。尚、本実施形態に係る冷凍サイクルの冷媒回路は、図１０に示す従来の冷凍サイクルと構成は同じであるので、その冷媒回路図は省略する。図１に示すように、一端が圧縮機２の低圧側に連通接続される排気用パイプ７の他端を真空ポンプ（図示せず）に連結して、該真空ポンプを駆動して冷媒回路を真空排気する。このとき、図示の如く圧縮機２に対して外側から熱風を吹きかける。熱風を吹きかける方法としては、例えば熱の発生源及び送風ファン（共に図示せず）に接続された耐熱性の熱風吐出管９の先端から圧縮機２に向けて熱風を当てればよい。
【００１７】ところで、圧縮機２に封入された機械油は、大部分が圧縮機２の底部に堆積して溜まっている。従って、圧縮機２の底部周辺を重点的に加熱することにより、冷凍サイクル１の冷媒回路は勿論、圧縮機２の内部にある機械油中に溶存している空気や水分も追い出され、真空排気によって短時間で確実に除去される。そして、真空排気の完了とともに、熱風による加熱も終了させる。これにより、冷媒回路内及び機械油中の空気や水分の全量は、冷凍サイクル１の性能・寿命に影響のない基準値以下に下がり、冷凍サイクル１の能力の安定性・信頼性を向上させることができる。
【００１８】尚、本実施形態では１本排気の場合を例にして説明したが、図９に示すように２本排気で冷媒回路を真空排気してもよい。この場合は、冷凍サイクル１の排気時間をさらに短縮できる。
【００１９】＜第２の実施形態＞本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る冷凍サイクルの排気方法の説明図である。尚、本実施形態に係る冷凍サイクルの冷媒回路は、図１０に示す従来の冷凍サイクルと構成は同じであるので、その冷媒回路図は省略する。図２に示すように、圧縮機２の底部の外壁面に沿って電磁誘導コイル１０が配設されている。
【００２０】今、排気用パイプ７を真空ポンプ（図示せず）に連結して、該真空ポンプを駆動して冷媒回路を真空排気する。このとき、前記電磁誘導コイル１０に交流電流を流して交流磁界を発生させると、主として磁性体で形成された圧縮機２に渦電流が流れ、それに伴い磁性体の電気抵抗によりジュール熱が発生する。よって、圧縮機２自体が底部を中心として局所的に熱をもち、該圧縮機２の内部の機械油が加熱される。
【００２１】従って、冷凍サイクル１の冷媒回路は勿論、圧縮機２の内部にある機械油中に溶存している空気や水分も追い出され、真空排気によって短時間で確実に除去される。そして、真空排気の完了とともに、電磁誘導コイルによる加熱も終了させる。これにより、冷媒回路内及び機械油中の空気や水分の全量は、冷凍サイクル１の性能・寿命に影響のない基準値以下に下がり、冷凍サイクル１の能力の安定性・信頼性を向上させることができる。
【００２２】尚、本実施形態では１本排気の場合を例にして説明したが、図９に示すように２本排気で冷媒回路を真空排気してもよい。この場合は、冷凍サイクル１の排気時間をさらに短縮できる。
【００２３】＜第３の実施形態＞本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る冷凍サイクルの排気方法の説明図である。尚、本実施形態に係る冷凍サイクルの冷媒回路は、図１０に示す従来の冷凍サイクルと構成は同じであるので、その冷媒回路図は省略する。図３において、１１は底面にコルゲート加工が施された波形板であり、その上面は略水平な平面となっている。また、１２はレール１３に回転自在且つ等間隔に枢支された円柱状のローラである。
【００２４】図示の如く波形板１２に載せた冷凍サイクル１をレール１３上に置いて、ローラ１２の軸方向に対して垂直な方向（矢印の方向）に押すと、それに伴いローラ１２が回転するため、冷凍サイクル１をレール１３上で転がして移動させることができる。このとき、波形板１１の波打った底面の凹凸とローラ１２との相互作用により、移動中の冷凍サイクル１には振動が与えられる。振動の強弱は移動の速度により加減できる。この振動は圧縮機２の内部の機械油にも伝わり、機械油中に溶存している空気や水分も振動によって追い出される。従って、同時に排気用パイプ７から冷媒回路を真空排気することによって、これらを確実に除去することができる。
【００２５】尚、本実施形態では１本排気の場合を例にして説明したが、図９に示すように２本排気で冷媒回路を真空排気してもよい。この場合は、冷凍サイクル１の排気時間をさらに短縮できる。また、レール１３を生産ラインとすれば、冷凍サイクルを搭載した製品の組立と同時進行で冷凍サイクルの真空排気を行えるので、製品の完成までに要する時間が短縮でき、該製品の生産性の向上を図ることができる。
【００２６】＜第４の実施形態＞本発明の第４の実施形態について図面を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る冷凍サイクルの排気方法の説明図である。尚、本実施形態に係る冷凍サイクルの冷媒回路は、図１０に示す従来の冷凍サイクルと構成は同じであるので、その冷媒回路図は省略する。図４において、１４は圧縮機２の底部の外壁面に固着された超音波振動子であり、超音波発生用信号源（図示せず）に接続されている。
【００２７】今、排気用パイプ７を真空ポンプ（図示せず）に連結して、該真空ポンプを駆動して冷媒回路を真空排気する。同時に、前記超音波振動子１４に超音波発生用信号源から信号を入力する。すると、超音波振動子１４が激しく振動して圧縮機２に超音波振動が与えられる。この超音波振動は圧縮機２の内部の機械油にも伝わり、機械油中に溶存している空気や水分も振動によって追い出される。従って、同時に排気用パイプ７から冷媒回路を真空排気することによって、これらを確実に除去することができる。
【００２８】尚、本実施形態では１本排気の場合を例にして説明したが、図９に示すように２本排気で冷媒回路を真空排気してもよい。この場合は、冷凍サイクル１の排気時間をさらに短縮できる。また、本実施形態では、圧縮機２に超音波振動を与える手段として超音波振動子を用いる例を説明したが、必ずしも超音波振動子である必要はなく、超音波を発生する圧電素子であればよい。
【００２９】＜第５の実施形態＞本発明の第５の実施形態について説明する。冷凍サイクル１は閉じた冷媒回路の真空排気を行った後、冷媒回路内に所定量の冷媒を封入して完成する。ところが、これらの作業を予備工程として行った後、冷凍サイクル１を冷蔵庫等の装置に搭載し、生産ライン上に載せて製品を組み立てていると、時間が掛かって製品の生産性が悪くなる恐れがある。そこで、本実施形態では、予め冷凍サイクルを生産ラインに載せておき、製品の組立の流れ作業の途中で、２回に分けて冷凍サイクルの真空排気を行う。
【００３０】即ち、生産ライン上で冷凍サイクル１の低圧側からわずかな時間の１本排気を行うことにより冷媒回路内を減圧しておき、その後生産ライン上でその他の作業（例えば、製品が冷蔵庫である場合は、庫内部品や扉の取り付け等）を実施すれば、その間に冷凍サイクルの冷媒回路内の高圧側の空気や水分は毛細管５（図１０参照）を経由して自然に低圧側に移行するので、その後再度１本排気を低圧側から短時間行うだけで、冷媒回路全体に存在する空気や水分を効率よく排気することができる。本実施形態の方法によると、冷媒サイクルを搭載した製品の組立と同時進行で冷凍サイクルの真空排気を行えるので、製品の完成までに要する時間が短縮でき、該製品の生産性の向上を図ることができる。
【００３１】＜第６の実施形態＞本発明の第６の実施形態について図面を参照して説明する。図５は本実施形態に係る冷凍サイクルの冷媒回路図である。冷媒回路を低圧側から１本排気で真空排気する場合、高圧側に存在する空気や水分は内径の小さい毛細管５（図１０参照）を経由してしか排気できないため、排気の効率が悪いことは従来の技術で述べた通りである。そこで、本実施形態では、図５に示すように毛細管５の代わりに所定の長さを有する内径の比較的大きな連結配管１５で乾燥器４と蒸発器６とを連通接続する。
【００３２】これにより、低圧側からの１本排気により冷媒回路を真空排気する場合であっても、冷媒回路に内径の極めて小さな部分がなくなるため、高圧側を含め冷媒回路全体の空気や水分を速やかに除去できる。その後、図６及び図７に示すように、縮管工具１６を用いて連結配管１５の断面の一部を閉塞封止することにより、管径を小さくするが如く縮管して減圧膨張管１５ａを形成させる。この減圧膨張管１５ａは毛細管５（即ち、減圧器）の役割をするため、図１０に示す従来の冷凍サイクルと同程度の能力を有する冷凍サイクルを低コストで実現できる。
【００３３】＜第７の実施形態＞本発明の第７の実施形態について図面を参照して説明する。図８は本実施形態に係る冷凍サイクルの冷媒回路図である。本実施形態では、上記第６の実施形態と同様に連結配管１５を用いて乾燥器４と蒸発器６との間を連結するとともに、連結配管１５の蒸発器側に手動式膨張弁１７を設ける。そして、この手動式膨張弁１７を全開にして冷媒回路を１本排気により真空排気した後、前記手動式膨張弁１７を絞って減圧器とする。よって、冷凍サイクルの１本排気による排気時間を大幅に短縮できる。また、絞った手動式膨張弁１７は毛細管５（即ち、減圧器）の役割をするため、図１０に示す従来の冷凍サイクルと同程度の能力を有する冷凍サイクルを低コストで実現できる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、圧縮機を加熱しながら、若しくは、圧縮機に振動を与えながら、冷凍サイクルの冷媒回路を真空排気するようにしたので、冷媒回路は勿論、圧縮機内に封入された機械油中に溶存している空気や水分も加熱若しくは振動により追い出され、真空排気によって確実に除去される。従って、冷媒回路内に存在する大部分の空気や水分が取り除かれるため、凝縮器における凝縮圧力を低く抑えることができ、能力の高い冷凍サイクルを提供できる。また、空気や水分と反応して機械油や冷媒その他の材料が分解される恐れがなくなるため、長寿命な冷凍サイクルを実現できる。
【００３５】また、本発明では毛細管の代わりに内径の比較的大きな連結配管を用い、冷媒回路を真空排気するようにしたので、特に１本排気で冷媒回路を真空排気する場合、冷媒回路に内径の極めて小さな部分がなくなるため、高圧側を含め冷媒回路全体の空気や水分を速やかに除去できる。そして、真空排気を済ませた後、前記連結配管の内径が小さくなるように縮管することより、毛細管と同様の役割を果たす減圧膨張管を形成できるので、従来の冷凍サイクルと同程度の能力を有する冷凍サイクルを低コストで実現できる。また、連結配管の蒸発器側に手動式膨張弁を設けておき、該弁の開きを必要に応じて加減することによっても、同様の効果を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２０日（１９９９．１０．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５５０１
【弁理士】
【氏名又は名称】佐野 静夫
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１１６４０９（Ｐ２００１−１１６４０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９８４６７ |
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