| 【発明の名称】 |
冷媒回収装置および方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】山本 裕一
【氏名】舘 隆広
【氏名】桑原 崇行
【氏名】福本 千尋
【氏名】林 政克
【氏名】高村 義之
【氏名】遠藤 俊一
【氏名】中村 晃治
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| 【要約】 |
【課題】現状未回収である冷凍機油中に溶存している冷媒フロンについて、既存の吸引ポンプ又はコンプレッサーを有する冷媒回収装置を利用して、ガス状の冷媒と冷凍機油中に溶存している冷媒及び冷凍機油も高回収、高分離する装置を提供する。
【解決手段】冷媒サイクルを利用した被回収機から既存の冷媒を回収する装置を利用して、ドリル装置により圧縮機に負圧状態で穴を空け、ガス状の冷媒と共に冷凍機油に溶存している冷媒及び冷凍機油も冷凍機油／冷媒分離装置に回収することにより、冷凍機油中に溶存している冷媒も分離回収する事ができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】冷媒サイクルを利用した被回収機から既存の冷媒を回収する装置を利用して、圧縮機に負圧状態で穴を空け、ガス状の冷媒と共に冷凍機油に溶存している冷媒及び冷凍機油も冷凍機油／冷媒分離装置に回収することにより、冷凍機油中に溶存している冷媒も高回収、高分離することを特徴とする冷媒回収装置。
【請求項２】圧縮機からオイルを回収し、回収されたオイルに溶存する冷媒フロンを気体状にしてオイルから分離し、冷媒フロンが分離されたオイルを回収することを特徴とするオイル回収方法。
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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、冷蔵庫やエアコンなどを廃棄処分する際に回収される冷凍サイクル内の冷凍機油から冷凍機油に溶存している冷媒を高効率に、あるいは短時間で分離、回収する回収装置および方法に関するものである。
【０００２】特に、本発明は、冷蔵庫やエアコンなどを廃棄処分する際に冷凍サイクル内の冷凍機油と冷凍機油に溶存している冷媒及び冷媒を高効率に回収し、冷凍機油と冷媒を短時間に分離、回収する回収装置および方法に適し、また、既存のガス状の冷媒フロンの回収装置に組み合わせられることにより、ガス状の冷媒と冷凍機油中に溶存している冷媒及び冷凍機油も短時間に分離、回収する回収装置に好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、冷蔵庫やエアコンにおける冷媒として用いられていたフロンガスは、冷蔵庫やエアコンを廃棄処分する際にフロンガスを大気中に放出していた。
【０００４】しかし、近年フロンガスによるオゾン層破壊が世界的にも問題となっている。
【０００５】そこで、最近では、例えば、特開平６−１８４３４８号公報に記載されているように冷媒フロンガスを回収する気運も高まってきているが、現状使用されている冷媒フロン回収装置はガス状になっている冷媒フロンの回収にとどまり、冷凍機油中に溶存されている冷媒についてまでは回収しておらず、冷凍機油を処理する際にフロンガスが大気中に放出される。冷凍機油中に溶存しているフロン量は外気温度、冷凍サイクル内の圧力により大きく変化するため、季節変動等により冷媒フロンの回収率が大きく影響される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、冷蔵庫やエアコンの廃棄処理の際に行うガス状フロンの回収処理だけでは冷媒として用いられるフロンガスが完全に回収されないという欠点がある。
【０００７】更に、コンプレッサーをリサイクルする場合、現状においては破砕処理するのが一般的であるが、コンプレッサー内にオイルが残っている場合発火の恐れがあるので、コンプレッサーの破砕処理は安全性の面からも問題がある。
【０００８】本発明の目的は、冷凍機油中に溶存している冷媒フロンについても回収することができる冷媒回収方法および装置を提供するにある。
【０００９】本発明の他の目的は、現状未回収である冷凍機油中に溶存している冷媒フロンについても冷凍機油と供に回収し、冷凍機油と冷媒フロンを短時間で分離することにより周囲温度に左右されず冷媒の高回収を行う冷媒回収方法および装置を提供するにある。
【００１０】本発明の他の目的は、近年普及しつつあるガス状の冷媒フロン回収装置に対して組み合わせることにより、ガス状の冷媒と冷凍機油中に溶存している冷媒及びも冷凍機油も分離、高回収することができる冷媒回収方法および装置を提供するにある。
【００１１】本発明の更に他の目的は、発火の危険を伴わずにコンプレッサーを破砕処理することができる冷媒回収方法および装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために、圧縮機からオイルと冷媒フロンを同時に回収し、回収されたオイルに溶存する冷媒フロンをオイルから分離するようにしたものである。本願発明による冷媒回収装置は、例えば、現状使用されているガス化された冷媒フロン回収装置に圧縮機からオイルと冷媒フロンを同時に回収する真空ポンプを設けたドリル装置と、オイルと冷媒フロンを分離するために、排気、加熱、撹拌する分離装置から構成される。。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の冷媒回収装置を図面に示す実施例に基づき説明する。
【００１４】実施例１：図１は、冷蔵庫を処理対象にした冷媒回収装置の一実施例を示すブロック図である。本冷媒回収装置は、大きく分けてドリル装置部９と冷凍機油／冷媒分離装置１０と既存の吸引ポンプ又はコンプレッサーを有するガス状冷媒回収装置２０から構成される。
【００１５】ドリル装置部９において、被回収機である冷蔵庫１の後面にあるコンプレッサー用カバーは予め外されており、カバーを外された冷蔵庫１をコンプレッサー２が露出している部分を下にしてコンベヤー７上に固定する。ドリル３を内臓したケース３７（図２）を上昇させコンプレッサー２に押しつける。ケース３７の上端にはゴムパッキンからなるシール部材３５が設けられ、ケース３７がコンプレッサー２に当接した状態でケース３７内部が大気より密封される。真空ポンプ６を動作させケース内部を−５００ｍｍＨｇ以下の負圧状態にし、真空ポンプ６の動作を止める。またバルブ８を冷媒／油分離タンク１１側に切り替えて、ケース３７内のドリル３を回転させながら上昇させコンプレッサー２下面に直径６ｍｍ程度の穴を空ける。冷媒／油分離タンク１１は、予め真空ポンプ６により−５００ｍｍＨｇ以下の負圧状態にしておく。コンプレッサー２内には冷凍機油と冷媒ガスが充満しており、４〜６ｋｇ／ｃｍ２の圧力がある。コンプレッサー２の下部に穴を空けることにより、圧力差を利用してガス状の冷媒、冷凍機油及び冷凍機中に溶存している冷媒をコンプレッサー２より回収し、次工程である冷媒／油分離タンク１１に排出される。５はケース内の真空度到達時間を短くするために設ける真空タンクである。また４はドリルの穴空け作業によって発生する切粉を次工程に侵入するのを防ぐストレーナーである。
【００１６】冷凍機油／冷媒分離装置１０において、１１は冷媒であるフロンが溶存する冷凍機油を貯蔵し貯蔵された冷凍機油から、冷媒を分離させる冷媒／油分離タンクである。ドリル装置部９により回収された冷凍機油と冷媒ガスは冷媒／油分離タンク１１に貯蔵され、冷媒ガスはミストフィルタ１２により油分を除去しの凝縮器１７により３０℃前後に冷却され次工程であるガス状冷媒回収装置２０に排出される。冷媒／油分離タンク１１には冷凍機油の溶解度を下げて油からの冷媒分離を促進し、冷凍機油の粘性を下げて冷凍機油中に溶存している冷媒の気泡を液面に到達しやすくするために加熱用のヒータ１４を設けている。ヒータ１４により回収された冷凍機油は約４０℃に加熱される。撹拌機１５は冷凍機油中に溶存している冷媒の気泡を液面に到達しやすくするために冷凍機油を撹拌するものである。フロートスイッチ１３は冷媒／油分離タンク１１の冷凍機油量を管理するものである。オイル搬出用弁１８は分離が終了した冷凍機油を搬出するためのものであり、油回収容器１６に搬出される。
【００１７】ガス状冷媒回収装置２０は、内部にコンプレッサー２２を有し冷媒／油分離タンク１１から分離された冷媒ガスを吸引し冷媒／油分離タンク２４で更に油分を除去し、凝縮器２５により凝縮されボンベ２８に回収される。
【００１８】冷凍機油中に溶存する冷媒は気体状態となって冷凍機油から分離され、気体状態でコンプレッサー２から抜き出された冷媒と混合されて、冷媒の回収処理がなされるので、冷媒の回収率が大きく向上される。
【００１９】実施例２：図２はドリル装置部９の一例を示す側面図である。昇降シリンダー３８、ガイド３９等からなる送り機構に取り付けられた電動ドリル４０のドリル刃３６と共にケース３７をコンプレサー２に押しつけ、ケース３７内が負圧状態になったら電動ドリル３６を作動させ、コンプレッサー２に穴を空ける。穴空け完了後送りを戻し、電動ドリル３６と共にケース３７を下降させる。
【００２０】実施例３：図３は本発明になる冷凍機油／冷媒分離装置１０の第１の実施形態を示したものである。
【００２１】４１は、ドリル装置により冷凍機あるいは冷蔵庫等から回収された冷凍機油／冷媒混合物を、一時的に貯留する一時貯蔵タンクである。タンク４１に回収された冷凍機油／冷媒混合物が所定量以上になると、冷凍機油／冷媒分離タンク１１１に導入する。その際には内部にコンプレッサあるいは吸引ポンプを有する冷媒回収ユニット４３を作動させ、バルブ５７より冷凍機油／冷媒分離タンク１１１の内部を所定の圧力まで減圧した後、バルブ４６を解放する。冷凍機油／冷媒分離タンク１１１へ導入された冷凍機油／冷媒混合物は、バルブ４６を閉じた後、更に冷媒回収ユニット４３により継続して吸引されることにより、冷凍機油５４と気化した冷媒５５に分離される。上記の一連の操作中に油のミストが飛散する場合もあるが、ミストキャッチャ５６により冷媒ガスへの油ミストの同伴を低減する。
【００２２】冷凍機油／冷媒分離タンク１１１で分離された冷媒ガス５５は４３に移動した後凝縮され、ボンベ２８に回収される。また冷凍機油／冷媒分離タンク１１１で冷媒を十分に脱気した冷凍機油５４は、冷凍機油／冷媒分離タンク１１１の内部を大気圧に戻した後バルブ５８より容器１６に回収する。
【００２３】実施例４：図４に示す冷凍機油／冷媒分離装置は、実施例３の冷凍機油／冷媒分離装置に比べ、分離性能の向上と分離に要する時間の短縮を図ったものである。
【００２４】実施例３と同様にバルブ５７より冷凍機油／冷媒分離タンク１１１の内部を所定の圧力まで減圧した後、バルブ４６を解放し、コンプレッサー２より回収された冷凍機油／冷媒混合物を冷凍機油／冷媒分離タンク１１１へ導入する。導入された冷凍機油／冷媒混合物は、バルブ４６を閉じた後に、更に継続して吸引されることにより、冷凍機油５４と気化した冷媒５５に分離される。その際にポンプ６２を作動させ、温度センサ５３により温度を監視しつつ、加熱装置６５内に冷凍機油／冷媒混合物を流通させる。フィルタ５２は、循環ポンプ６２に流入する、冷媒が混合した冷凍機油５４から固体不純物を取り除き、循環ポンプの破損を防ぐ。加熱装置６５内では電気加熱ヒータを作動させ、油からの冷媒分離及び気化を促進させる。加熱装置６５を通過した冷凍機油／冷媒混合物は再び冷凍機油／冷媒分離タンク１１１に戻される。
【００２５】更に、超音波振動機７３で冷凍機油／冷媒混合物を細かく振動させることにより、冷媒の気化を促進させる。
【００２６】冷凍機油／冷媒混合物より分離して油中の気泡となった冷媒は、液面近くであればそのまま液面に達して気化する。しかし液中の深い部分で気泡となった場合には、再び油に溶け込むことがあり、分離に要する時間を長くしたり、分離効率を低下させる要因となる。これを回避するため、循環ポンプ５０により冷凍機油／冷媒混合物を循環させ、液中で気泡となった冷媒を液面に到達しやすくする。
【００２７】実施例３と同様に、冷凍機油／冷媒分離タンク１１１で分離された冷媒ガス５５は、ミストフィルタ５６及びフィルタ４８で油ミスト等を除去した後、バルブ５７より吸引回収される。冷媒を十分に分離除去された冷凍機油５４は、冷凍機油／冷媒分離タンク１１１の内部を大気圧に戻した後、流量調整バルブ５１を介してバルブ１８より回収する。
【００２８】実施例５：図５は、冷凍機油／冷媒分離装置１０の実施形態の一つを示すものであり、実施例３の冷凍機油／冷媒分離タンク１１１を置き換えたものである。
【００２９】この冷凍機油分離タンク１１１は、プロペラ式撹拌機６１をタンク下部に備えている。上記プロペラ式撹拌機６１は、冷媒が混合した冷凍機油５４を撹拌することにより冷凍機油と冷媒５５を分離しやすくする。
【００３０】この実施例によれば、冷凍機油５４がプロペラ式撹拌機６１により撹拌されることにより、実施例３よりもさらに冷媒の分離効率が良くなる。また、分離に要する時間も更に短縮することができる。
【００３１】実施例６：図６は、冷凍機油／冷媒分離装置１０の実施形態の一つを示すものであり、実施例３の冷凍機油／冷媒分離タンク１１１を置き換えたものである。
【００３２】この冷凍機油／冷媒分離タンク１１１は、フィルタ５２と循環ポンプ６２を備えている。上記フィルタ５２は、循環ポンプ６２に流入する冷媒が混合した冷凍機油５４から固体不純物を取り除き、循環ポンプの破損を防ぐフィルタである。循環ポンプ６２は、冷媒が混合した冷凍機油５４を循環させることにより冷凍機油と冷媒を分離しやすくする。
【００３３】この実施例によれば、冷媒が混合した冷凍機油５４は循環装置により循環され、実施例３よりもさらに冷媒の分離効率がよくなる。
【００３４】実施例７：図７は、冷凍機油／冷媒分離装置１０の実施形態の一つを示すものであり、実施例１の冷凍機油／冷媒分離タンク１１１を置き換えたものである。
【００３５】この冷凍機油／冷媒分離ユニットは、ヒータ６５を分離タンク１１１に備えている。上記ヒータ６５は、冷媒が混合した冷凍機油５４を直接加熱し冷媒を気化させ、冷凍機油と冷媒を分離しやすくする。
【００３６】この実施例によれば、冷媒が混合した冷凍機油５４はヒータ６５により冷媒が気化され、実施例３よりもさらに冷媒の分離効率がよくなる。
【００３７】実施例８：図８は、冷凍機油／冷媒分離装置の実施形態の一つを示すものであり、実施例３の冷凍機油／冷媒分離タンク１１１を置き換えたものである。
【００３８】この冷凍機油／冷媒分離タンク１１１は、実施例７の分離タンク１１１にプロペラ式撹拌機６１を備えている。上記プロペラ式撹拌機６１は、ヒータ６５の加熱により気化した冷媒を撹拌することにより冷凍機油と冷媒の分離を促進する。
【００３９】この実施例によれば、冷媒が混合した冷凍機油５４はヒータ６５により冷媒が気化し、さらにプロペラ式撹拌機６１により撹拌することにより油との分離が促進され、実施例７よりも冷媒の分離効率がよくなる。
【００４０】実施例９：図９は、冷凍機油／冷媒分離装置１０の実施形態の一つを示すものであり、実施例３の冷凍機油／冷媒分離タンク１１１を置き換えたものである。
【００４１】この冷凍機油／冷媒分離タンク１１１は、フィルタ５２と循環ポンプ６２及びヒータ６５を分離槽１１１に備えている。上記フィルタ５２は、循環ポンプ６２に流入する冷媒が混合した冷凍機油５４から固体不純物を取り除き循環ポンプの破損を防ぐフィルタである。循環ポンプ６２は、冷媒が混合した冷凍機油５４を循環させるものであり、循環させることにより冷凍機油と冷媒を分離しやすくする。また、ヒータ６５への冷凍機油を送り込むポンプでもある。ヒータ６５は、冷媒が混合した冷凍機油５４を直接加熱し冷媒を気化させ、冷凍機油と冷媒を分離しやすくする。
【００４２】この実施例によれば、冷媒が混合した冷凍機油５４はヒータ６５により冷媒が気化し、さらに循環装置により循環することにより油との分離が促進され、実施例４，実施例７よりも更に冷媒の分離効率がよくなる。
【００４３】実施例１０：図１０は、冷凍機油／冷媒分離装置１０の実施形態の一つを示すものであり、実施例３の冷凍機油／冷媒分離タンク１１１を置き換えたものである。
【００４４】この冷凍機油／冷媒分離タンク１１１は、直接超音波振動機７１，７２と間接超音波振動機７３を分離タンク１１１に備えている。上記直接超音波振動機７１は、冷媒が混合した冷凍機油５４を液面上から直接振動させ、冷凍機油中に溶存している冷媒を気泡化し冷凍機油と冷媒を分離しやすくする。直接超音波振動機７２は、冷媒が混合した冷凍機油５４を油中から直接振動させ、冷凍機油中に溶存している冷媒を気泡化し冷凍機油と冷媒を分離しやすくする。間接超音波振動機７３は、分離タンク１１１を外側から間接的に振動させ、冷凍機油中に溶存している冷媒を気泡化し冷凍機油と冷媒を分離しやすくする。
【００４５】この実施例によれば、冷媒が混合した冷凍機油５４は、超音波により振動し、溶存している冷媒が気泡化することにより油との分離が促進され、実施例３よりも更に冷媒の分離効率がよくなる。
【００４６】実施例１１：冷凍機油／冷媒混合物からの冷媒回収実験を以下の方法で実施した。
【００４７】まず気温25℃の大気中で、冷蔵庫(（株）日立製作所製R-25VL2)の冷却器の銅管にハンドプライヤで穴を開け、ガス状の冷媒のみを放出させて冷却機及びコンプレッサー内の内圧を大気圧まで下げた。その後、コンプレッサー下部に直径6mmのドリルで穴を開けて液体約200gを回収し、これを実験用冷凍機油／冷媒混合物とした。得られた液体をガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）により定量した結果、液体中の冷媒含有量は約10重量％であった。
【００４８】上記の液体100gをパイレックスガラス製三角フラスコに入れ、以下に記述する方法により冷媒の脱気実験を行った。フラスコに真空ポンプを接続し、25℃で５分間排気し、冷凍機油中に溶解している冷媒を分離した。冷媒分離処理前および処理後の液体中のフロン含有量をＧＣ−ＭＳにより定量し、次式により冷媒回収率を求めた。
【００４９】
冷媒回収率（％）＝（ａ−ｂ）×１００／ａただし、ａ：冷媒分離処理前の冷凍機油中の冷媒含有量ｂ：冷媒分離処理後の冷凍機油中の冷媒含有量定量分析の結果、冷媒回収率６５％を得た。この結果より真空排気処理により冷凍機油中に溶解した冷媒を効率よく分離回収できることが分かった。
【００５０】実施例１２：実施例１１において、25℃で５分間排気する代わりに、フラスコを加熱して40℃で５分間排気し、他は実施例９と同様に実験を行った。その結果、冷媒回収率７８％を得た。この結果から、排気操作と加熱操作を併用することで、冷凍機油中に溶解した冷媒をより効率よく分離回収できることが分かった。
【００５１】実施例１３：実施例１２において、40℃で５分間排気するとともにフラスコ内をマグネチックスターラで撹拌し、他は実施例１２と同様に実験を行った。マグネチックスターラの回転数は約120rpm,撹拌子には長さ２ｃｍのテフロンコーティングされた鉄芯を用いた。実験の結果、冷媒回収率86％を得た。この結果から、排気操作と加熱操作に撹拌操作を併用することで、冷凍機油中に溶解した冷媒をさらに効率よく分離回収できることが分かった。
【００５２】実施例１４：実施例１３において、40℃で５分間排気する代わりに、フラスコを加熱して80℃で５分間排気し、他は実施例１３と同様に実験を行った。その結果、冷媒回収率９９％を得た。この結果から、加熱温度を高くすることでさらに効率的に冷媒を分離回収できることが分かった。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、冷凍サイクルを利用している被回収機からガス状の冷媒フロンと共にオイルも回収することにより、オイル内に溶存している冷媒も回収する事ができ、またオイルとフロンを分離することにより周囲温度に左右されずに冷媒フロンを高効率に高回収できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】０００２３３０７７
【氏名又は名称】日立テクノエンジニアリング株式会社
【識別番号】０００２３３３１０
【氏名又は名称】日立清水エンジニアリング株式会社
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| 【出願日】 |
平成８年２月２２日（１９９６．２．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】作田 康夫
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３６０９（Ｐ２０００−２８３６０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８１７８５（Ｐ２０００−８１７８５） |
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