JP2008215672A

JP2008215672A - 可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収方法及びその装置

Info

Publication number: JP2008215672A
Application number: JP2007051121A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Matsushita; 紘晃松下
Original assignee: MAC KK; Mac KK
Current assignee: MAC KK; Mac KK
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】可燃性冷媒ガスを冷凍サイクルに使用した際、その冷媒ガスが漏洩してしまった時に、引火、爆発を有効に防止するための方法や装置が存在していなかったという点である。
【解決手段】可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収方法及び装置は可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルにあって、前記可燃性冷媒ガスの配管に緊急時における冷媒ガスの回収配管を接続し、その回収配管をガス回収用の真空容器に接続して、その真空容器により、冷媒ガスの漏洩時に残留ガスを吸引回収することとし、真空容器の冷却は二元式冷凍機ユニットにおける低温側冷凍機ユニットの低温化された冷媒凝縮液を利用してなされることとする。
【選択図】図１

Description

本発明は可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収方法及びその装置に関する。

現在、冷凍サイクルにおける冷媒ガスとして、最も有効とされたフロン系のものは地球環境に悪影響を与えるため規制されており、その代替としてプロパンや炭酸ガスが使用され、これらを混合した非共沸の冷媒も使用されている。

しかし、ここでプロパンは燃料としても供給される可燃性のものであるため、冷凍サイクルに冷媒として循環させている時、配管の損傷やジョイントの損傷等に起因してサイクル中から漏洩してしまうこともないとはいえない。このプロパン等の可燃性ガスが大気中に漏洩し、そこに発火を促す要因が仮に存在していると、サイクルの配管中のガスにまで引火し、爆発を招き、大きな事故が発生してしまう虞がある。

また、可燃性冷媒ガスとしてアンモニアの使用も許容されているが、このアンモニアは空気中では燃焼することはないが、酸素中にあって燃焼する。このアンモニアガスを使用して、漏洩した場合を考えるとこのアンモニアは水に溶解させれば済むため、水槽を用意し、そこを通過させるシステムを構築すればよいが、この水槽設備も大掛かりなものが要求され、実際的な方法、システムとはいえない。
本願発明について、出願人は先行する技術文献を調査したが、格別に本発明と関連し、類似すると思われる文献を発見することはできなかった。

本願発明が解決しようとする問題点は、可燃性冷媒ガスを冷凍サイクルに使用した際、その冷媒ガスが漏洩してしまった時に、引火、爆発を有効に防止するための方法や装置が存在していなかったという点である。

上記した問題点を解決するために、本発明に係る可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収方法は可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルにあって、前記可燃性冷媒ガスの配管に緊急時における冷媒ガスの回収配管を接続し、その回収配管をガス回収用の真空容器に接続して、その真空容器により、冷媒ガスの漏洩時に残留ガスを吸引回収することを特徴としている。

また、本発明に係る可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置は可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルにあって、前記可燃性冷媒ガスの配管に、緊急時における冷媒ガスの回収配管を接続し、その回収配管を配管内の残留ガス回収用の真空容器に接続してあることを特徴としている。

さらに、本発明に係る可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置は前記した真空容器は冷却されていることを特徴とし、前記した真空容器の冷却温度は可燃性冷媒ガスの融点もしくは融点以下としてあることを特徴とし、前記した真空容器内には熱伝導性、蓄熱性の高い金属ネットを充填してあることを特徴とし、前記した冷凍サイクルにおける冷凍機ユニット内には不活性ガスを充満させてあることを特徴とし、前記した真空容器の冷却は二元式冷凍機ユニットにおける低温側冷凍機ユニットの低温化された冷媒凝縮液を利用してなされることを特徴としている。

本発明に係る可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収方法及びその装置は上記のように構成されている。そのため、例えばプロパン等の可燃性の冷媒ガスが配管から漏洩しても瞬時に真空ボンベ等の真空容器がバイパス管から配管中の残留ガスを吸引回収し、大気中には事故を生じる程大量の可燃性ガスが放散されてしまう虞がなくなる。

また、真空ボンベ等の真空容器を可燃性ガスの融点あるいは融点以下に冷却しておくことで、吸引回収された可燃性ガスは大気圧と同圧の液体となり、大気に拡散されてしまうことがなくなる。さらに、真空ボンベ内に熱伝導性、蓄熱性の高い金属ネットを充填しておくことでさらに真空ボンベ内での凝縮能率が向上されることとなり、冷凍機ユニット内に不活性ガスを充満させておくことで、より一層の安全性が確保されることとなる。

図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。

次に、本発明の好ましい実施の一例を図１を参照して説明する。図１は本発明を実施した可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置を示すブロック回路図である。

この図１にあって１は冷凍サイクルにおける低温側冷凍機ユニットを示しており、冷媒として二酸化炭素とプロパンガスの混合冷媒を使用している。この冷凍機ユニット１は冷凍機（圧縮機）２を有しており、この冷凍機２はモータ３が接続され使用される。この冷凍機２からホットガス管４を通して圧縮された高圧の冷媒のホットガスが凝縮器（コンデンサ）５へ送り込まれる。４ａは、ホットガス管４内の高圧をチェックする高圧圧力スイッチを示している。

この凝縮器５では高圧のホットガスが外部から取り入れられる冷却水等で熱交換され液化され、その液化された冷媒は冷媒高圧配管６を通り、プロパンガスを冷媒とする高温側冷凍機ユニット７におけるカスケイドコンデンサ（熱交換器）８の一方側へ流入され、再び低温側冷凍機ユニット１へ流入され膨張弁９を介し、冷却器（エバポレータ）１０へ送られる。

この冷却器１０にあって、ファン１１等により冷風を得られ、冷媒はサクション管１２を通り、再び冷凍機２へと循環する。１２ａはサクション管１２の低圧をチェックする低圧圧力スイッチであり、１３は低温側冷凍機ユニット１における制御部である。

また、前記した高温側冷凍機ユニット７にも独立した冷凍機１４を備えており、この冷凍機１４は防爆モータ１５によって駆動される。この冷凍機１４から吐出されたホットガスはホットガス管１６を通り、防爆モータによって回転されるファンを備えた凝縮器１７へ送られる。この凝縮器１７を通った液化された冷媒（プロパンガス）は膨張弁１８を介して前記したカスケイドコンデンサ（熱交換器）８を通って低温側冷凍機ユニット１における冷媒と熱交換されて冷凍機１４に循環される。

前記した凝縮器１７を通過した冷媒が通る配管にはバイパスとしてプロパンガスの回収配管１９ａ、１９ｂが接続され、この回収配管１９ａ、１９ｂは途中合流されてプロパンガスを回収する真空容器、特に実施例にあっては真空ボンベ２０に接続されている。この回収配管１９ａ、１９ｂは緊急時、即ち、何らかの要因で高温側冷凍機ユニット７内に冷媒としているプロパンガスが漏洩した際に、そのガス洩れを検知器２１が検知すると、各々電磁弁２２ａ、２２ｂ及び真空ボンベ２０の流入口に設けられた電磁弁２２ｃが開とされ、配管内に残留するプロパンガスを真空ボンベ２０の吸引力によって回収収容することとなる。

さらに、図中２３は高温側冷凍機の制御部であり、この制御部２３は防爆モータ１５や凝縮器１７のファン用の防爆モータ及びガス洩れの検知器２１を制御している。

そして、低温側冷凍機ユニット１におけるカスケイドコンデンサ８を通過した冷媒が流通する配管にはバイパスとして真空ボンベ２０を冷却するための冷却管２４が形成されている。この冷却管２４にも電磁弁２４ａが設けられるとともに、より低温を得やすくするため膨張弁２５が設けられている。この冷却管２４は真空ボンベ２０の外周に巻回されて真空ボンベ２０を常時冷却する構成となっており、この冷却管２４は冷却器１０を通ることなくサクション管１２へ接続され、冷媒は再び冷凍機２へと循環される。

前記した冷却管２４によって真空ボンベ２０は常時冷却された状態、それも可燃性冷媒の融点、例えばプロパンガスならば−４２．０５℃あるいはそれ以下の低温、できれば−４５℃以下に冷却された状態とされている。又、真空ボンベ２０内には、こうして得られた熱による冷媒ガスの凝縮能力の効率を向上させるため、熱伝導性、蓄熱性の高い金属ネットが充填されたものとなっている。

この真空ボンベ２０が少なくとも融点にまで冷却されていると、サイクルの配管中の冷媒ガスは大気と同圧で吸引され、電磁弁２２ｃを閉じると配管から漏洩することがなくなる。物質の温度と圧力は相関関係にあり、真空ボンベ２０が融点以下に冷却されれば完全な冷媒ガス回収と大気まで吸引することとなるが、真空ボンベ２０の温度が融点以上であれば、相関する圧力までの凝縮液化となり、大気圧より高圧の残留ガスは配管から漏洩してしまうこととなる。

また、前記した高温側冷凍機ユニット７内には、例えば窒素ガス、炭酸ガス等の不活性ガスを充満させてあり、この不活性ガスの拡散によって、真空ボンベ２０による残留ガスの回収に加え、漏洩した可燃性ガスも不活性化し、より安全の完全性を高めることができるようになっている。

本発明にかかる可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収方法及びその装置は上述のように構成されている。ここで、真空ボンベ２０を冷却する方法として本実施例では高温側冷凍機ユニット７による冷却力を利用したものとしたが、これにこだわるものではなく、独立した冷却手段を用いることも勿論可能である。

また、真空容器として真空ボンベ２０以外の密封された真空吸引力を有するものに代替しても本発明を実施できることも勿論である。

本発明を実施した可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置を示すブロック回路図である。

符号の説明

１低温側冷凍機ユニット
２冷凍機
３モータ
４ホットガス管
４ａ高圧圧力スイッチ
５凝縮器
６冷媒高圧配管
７高温側冷凍機ユニット
８カスケイドコンデンサ
９膨張弁
１０冷却器
１１ファン
１２サクション管
１２ａ低圧圧力スイッチ
１３低温側冷凍機制御部
１４冷凍機
１５防爆モータ
１６ホットガス管
１７凝縮器
１８膨張弁
１９ａ回収配管
１９ｂ回収配管
２０真空ボンベ
２１ガス洩れ検知器
２２ａ電磁弁
２２ｂ電磁弁
２２ｃ電磁弁
２３高温側冷凍機制御部
２４冷却管
２４ａ電磁弁
２５膨張弁

Claims

可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルにあって、前記可燃性冷媒ガスの配管に緊急時における冷媒ガスの回収配管を接続し、その回収配管をガス回収用の真空容器に接続して、その真空容器により、冷媒ガスの漏洩時に残留ガスを吸引回収することを特徴とする可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収方法。
可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルにあって、前記可燃性冷媒ガスの配管に、緊急時における冷媒ガスの回収配管を接続し、その回収配管を配管内の残留ガス回収用の真空容器に接続してあることを特徴とする可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置。
前記した真空容器は冷却されていることを特徴とする請求項２に記載の可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置。
前記した真空容器の冷却温度は可燃性冷媒ガスの融点もしくは融点以下としてあることを特徴とする請求項３に記載の可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置。
前記した真空容器内には熱伝導性、蓄熱性の高い金属ネットを充填してあることを特徴とする請求項２、請求項３または請求項４に記載の可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置。
前記した冷凍サイクルにおける冷凍機ユニット内には不活性ガスを充満させてあることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載の可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置。
前記した真空容器の冷却は二元式冷凍機ユニットにおける低温側冷凍機ユニットの低温化された冷媒凝縮液を利用してなされることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６に記載の可燃性冷媒ガスを使用する冷凍サイクルの残留ガス回収装置。