JP2009183851A - フロンの再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロン中の不純物の除去率が高く、より小型で安全性を向上させたフロンの再生装置を提供すること。
【解決手段】回収フロン用ボンベ１のガス出口と電気式集塵装置２０のガス流入口２３とを接続する第１管路１５にニードルバルブ３０を介装し、電気式集塵装置２０のガス排出口２６と凝縮器５０の入口とを接続し、凝縮器５０の出口と再生フロン用ボンベ８の液出入口とを接続するように設け、回収フロン用ボンベ１から排出されるガス化したフロンをニードルバルブ３０内の狭い通路を通過させることによって当該フロンに含まれる不純物を帯電させ、その帯電させた不純物を電気式集塵装置２０によって除去し、凝縮器５０によってガス状態から再び液化されたフロンを再生フロン用ボンベ８に収容する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回収フロンに含まれる油分等の不純物を除去するフロンの再生装置に関するものである。

大気に放出されたフロンは、オゾン層の破壊や地球温暖化の要因となることから、使用済みのフロンを回収して分解処理するとか、回収したフロンを冷凍機油や水分等の不純物の除去処理をした上で再利用することが行なわれている。

特許文献１には、回収フロンを充填した回収フロンボンベを加熱する湯煎装置と、ガス化したフロンに含有する油分を分離する油分離器と、油分が分離されたフロンを圧縮するコンプレッサーと、圧縮されたフロンを冷却し液化させる冷却器と、液化されたフロンを充填する再生フロンボンベと、フロンに含有される水分を除くフィルタドライヤを工程途中に配置し、回収フロンを再生フロンに精製するフロン再生装置が開示されている。

因みに、フロンは低沸点であり、回収フロンに含有する不純物たる油分や水分よりも先に気化するので、気化させるだけで殆どの油分や水分を除去することができるが、気化したフロンに含まれる僅かなオイルミストや水分を除去することができない。

上記フロン再生装置のような簡易再生装置では、フロンに含有する油分を油分離器で除去し、水分をフィルタドライヤで除去しているが、１回の処理では油分や水分が十分に除去されないために同じ処理を２回施すことが行なわれており、再生時間が長くなるという不都合がある。また、油分離器、冷却器やフィルタドライヤ等により再生装置が大型化し、広い設置スペースを要していた。

このような現状を鑑みて、本件出願人は特許文献２に示す電気式集塵装置を利用する新たな方式のフロン再生装置を開発して提案している。そのフロン再生装置は、油分（オイルミスト）等の不純物を含むガス化した回収フロンを螺旋形に巻かれた４弗化エチレン樹脂製チューブ内を通過させることによって不純物を摩擦作用により帯電させ、その帯電させた不純物を電気式集塵装置の集塵電極に付着させることにより除去してフロンを再生する構造とされている。その後、本願発明者の研究によれば、フロン中の不純物の帯電量が増えれば不純物の除去処理がさらに容易となり、集塵電極に約２ｋｖの電圧がかけられているが、それよりも低い電圧を使用できれば安全性が向上することが知見された。そこで、かかる点を取り入れて改良した新たな装置を提案するに至った。
特開２００１−２６５５９号公報 特開２００７−１４４３１９号公報

本発明の目的は、フロン中の不純物の除去率が高く、より小型で安全性を向上させたフロンの再生装置を提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、回収フロン用ボンベのガス出口と電気式集塵装置のガス流入口とを接続する第１管路にニードルバルブを介装し、その電気式集塵装置のガス排出口と凝縮器の入口とを接続し、その凝縮器の出口と再生フロン用ボンベの液出入口とを接続するように設け、前記回収フロン用ボンベから排出されるガス化した回収フロンを前記ニードルバルブ内の狭い通路を通過させることによって当該フロンに含まれる不純物を帯電させ、その帯電させた不純物を前記電気式集塵装置によって除去し、前記凝縮器によってガス状態から再び液化されたフロンを再生フロン用ボンベに収容するように設けたことを特徴とする。

同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のフロンの再生装置において、前記回収フロン用ボンベのボンベ本体にヒータ装置を備えたことを特徴とするものである。

同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載のフロンの再生装置において、前記電気式集塵装置と凝縮器とを接続する第２管路に、コンプレッサーを介装したことを特徴とするものである。

同様の目的を達成するために請求項４に記載した発明は、請求項１から請求項３の何れかに記載のフロンの再生装置において、前記凝縮器と再生フロン用ボンベとを接続する第３管路に、フロンに含まれる水分を除去するフィルタを介装したことを特徴とするものである。

（請求項１の発明）
このフロンの再生装置は、ガス化した回収フロンに含まれる油分（オイルミスト）等の不純物をニードルバルブのニードルに衝突させつつ同バルブの狭い通路を通過させることによって当該不純物に多くの帯電量を生じさせる構成とし、電気式集塵装置によって不純物を短時間で効率よく除去することが可能である。加えて、この装置では、従来のコイル形状の４弗化エチレン樹脂製チューブを用いるフロン再生装置に比べてニードルバルブの採用により帯電量が約３０倍となることから、電気式集塵装置の使用電圧が従来の１／２程度に低下して電源部が小型で安価になり、総合的に見れば装置全体が小型化し安全性が向上する。

（請求項２の発明）
このフロンの再生装置は、回収フロン用ボンベのボンベ本体を温めるヒータ装置を備えているので、液状回収フロンの気化熱によってボンベ本体が冷却される事態を防止することができてフロンの気化作用が低下するのを回避することができる。加えて、ヒータ装置にてボンベ本体を適宜温度に保持することにより前記不純物に帯電量が増加するという副次的効果も生ずる。

（請求項３の発明）
このフロンの再生装置は、電気式集塵装置と凝縮器とを接続する第２管路に介装したコンプレッサーによってフロンが圧縮されるので、後工程の凝縮器による液化の促進を図ることができる。

（請求項４の発明）
このフロンの再生装置は、電気式集塵装置と凝縮器とを接続する第２管路に介装したフィルタによってフロンに含まれる水分を除去することができる。

以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るフロンの再生装置の説明図、図２は電気式集塵装置の説明図、図３はニードルバルブの概要構成を示す模式図である。

本発明に係るフロンの再生装置Ｒは、ガス化した回収フロンに含まれる油分（オイルミスト）等の不純物に摩擦作用により帯電させる機能を有するニードルバルブ３０と、帯電した不純物を除去する電気式集塵装置２０と、フロンを液状化する凝縮器５０を主な構成要素とする。

図１において、回収フロン用ボンベ１については、再生処理を施す液化フロンが収容されるボンベ本体２の上部にガス用開閉バルブ３と液用開閉バルブ４を設け、ボンベ本体２の外周囲に電熱ヒータ（図示せず）が内蔵された公知のヒータ装置５を巻くように装着している。ヒータ装置５は、回収フロンの気化熱によりボンベ本体２が冷却されて温度が下がることによりガス化を遅延させることを防止するために設けられる。

再生フロン用ボンベ８については、再生処理が施された液化フロンを収容するボンベ本体９の上部にガス用開閉バルブ１０と液用開閉バルブ１１を設けている。

電気式集塵装置２０は、図２に示すように、円筒形の胴部２1に底蓋２２と上蓋２５を取り付けて密閉された処理室２０aが設けられ、その処理室２０ａ内にステンレス製の平板が所定間隔で縦向きに並設された集塵電極２７を配置し、それらの平板に直流電源２８の＋極と−極を交互に接続して電極間に約１ｋｖの電圧を印加する構造とされている。２３は底蓋２２に設けられたガス流入口、２４は底蓋２２のドレン口２２ａに螺着された埋栓、２６は上蓋２５に設けられたガス排出口である。

回収フロン用ボンベ１のガス用開閉バルブ３のガス出口３aと、電気式集塵装置２０のガス流入口２３とを接続する第１管路１５には、ニードルバルブ３０を介装している。この実施形態では、ニードルバルブ３０をガス流入口２３に直接に取り付けている。

ニードルバルブ３０は、図３に示すように、金属製バルブ本体３１に入口孔３２と出口孔３３とを直交させて連通するように設けると共に該入口孔３２の出口孔３３に連通する奥部３２ａを小径に形成し、その出口孔３３の一端側に螺合されたニードル３４をナット３６で固定可能に設けている。ニードル３４の先端部３４ａは、入口孔３２の奥部３２ａに臨む位置にて進退するように設けられており、ニードル３４の頭部３４ｂを回転操作することにより通路の大きさ、言い換えると隙間３７を調節可能に設けている。

４１は電気式集塵装置２０のガス排出口２６と凝縮器５０の入口５０ａとを接続する第２管路である。第２管路４１にはコンプレッサー４５を介装している。５１は凝縮器５０の冷却用ファンである。

５５は凝縮器５０の出口５０ｂと再生フロン用ボンベ８の液用開閉バルブ１１の液出入口１１ａとを接続する第３管路である。第３管路５５にはフロンに含まれる水分を除去するフィルタ５６を介装している。

回収フロンに含まれる水分については、氷の微粒子の状態であれば、ニードルバルブ３０を通過する際に摩擦により帯電するので電気式集塵装置２０によって除去することが可能である。したがって、上記フィルタ５６を必ずしも要しないが、モレキュラシーブ等の吸着剤を内蔵したフィルタ５６を備えればより水分の除去率を高めることができるであろう。

以上により、回収フロン用ボンベ１から排出されるガス化した回収フロンをニードルバルブ３０内の狭い通路（隙間３７）を通過させることによって当該フロンに含まれる不純物を帯電させ、その帯電させた不純物を電気式集塵装置２０によって除去し、凝縮器５０によってガス状態から再び液化されたフロンを再生フロン用ボンベ８に収容するという本発明に係るフロンの再生装置Ｒが構成される。

つぎに、本発明に係るフロンの再生装置Ｒの作用について述べる。
（１）回収フロン用ボンベ１のガス用開閉バルブ３を開放すると、ボンベ本体２の内部に収容された回収フロンが内外の圧力差によってガス化し、ガス化した回収フロンがニードルバルブ３０の内部に導かれる。
（２）回収フロンに含まれるオイルミストは、ニードル３４の先端部３４ａに衝突することにより帯電しつつ隙間３７を通過する。ついで、帯電した回収フロンはガス流入口２３から電気式集塵装置２０の処理室２０ａに流入する。
（３）処理室２０ａにおいて、帯電したオイルミストは集塵電極２７に付着することによって除去されてガス排出口２６からコンプレッサー４５に向かう。
（４）ついで、フロン（ガス）はコンプレッサー４５により圧縮され、凝縮器５０においてガス状態から再び液化される。
（５）凝縮器５０によって液化されたフロンは、フィルタ５６により水分を除去されて再生フロン用ボンベ８に収容される。

（実施例）
本発明に係るフロンの再生装置Ｒのニードルバルブ３０による帯電量を、前述した従来のフロン再生装置（比較例）に用いるコイル形状の４弗化エチレン樹脂製チューブの帯電量と比較する実験を下記条件にて行なった。その結果を表１に示す。
ニードルバルブ ： ニードルの直径４ｍｍ
４弗化エチレン樹脂製チューブ： 大きさ外径６ｍｍ×内径４ｍｍ×長さ１ｍ
ただし、冷凍機油１０％を含むフロンの流量を１時間当たり１０ｋｇとし、帯電量を１分間測定した。

また、本発明に係るフロンの再生装置Ｒの性能を上記比較例の再生装置と比較する実験を行なった。その結果を表２に示す。ただし、再生装置の稼働時間は約３０分間とした。

実験の結果、オイルミストの帯電量について、本発明装置は比較例よりも約３０倍多いことが確認された。また、本発明装置は、集塵電極の電圧が比較例の１／２であっても、蒸発残分（フロン中に含まれるオイルの割合）が低く、フロン中のオイルミスト（不純物）の除去率が高いことが確認された。

本発明に係るフロンの再生装置の説明図 電気式集塵装置の説明図 ニードルバルブの概要構成を示す模式図

符号の説明

Ｒ・・・フロンの再生装置
１・・・回収フロン用ボンベ
２・・・ボンベ本体
５・・・ヒータ装置
８・・・再生フロン用ボンベ
１５・・・第１管路
２０・・・電気式集塵装置
２３・・・ガス流入口
２６・・・ガス排出口
３０・・・ニードルバルブ
３７・・・隙間（通路）
４１・・・第２管路
４５・・・コンプレッサー
５０・・・凝縮器
５５・・・第３管路
５６・・・フィルタ

Claims (4)

1. 回収フロン用ボンベのガス出口と電気式集塵装置のガス流入口とを接続する第１管路にニードルバルブを介装し、その電気式集塵装置のガス排出口と凝縮器の入口とを接続し、その凝縮器の出口と再生フロン用ボンベの液出入口とを接続するように設け、
   前記回収フロン用ボンベから排出されるガス化した回収フロンを前記ニードルバルブ内の狭い通路を通過させることによって当該フロンに含まれる不純物を帯電させ、その帯電させた不純物を前記電気式集塵装置によって除去し、前記凝縮器によってガス状態から再び液化されたフロンを再生フロン用ボンベに収容するように設けたことを特徴とするフロンの再生装置。
2. 前記回収フロン用ボンベのボンベ本体にヒータ装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフロンの再生装置。
3. 前記電気式集塵装置と凝縮器とを接続する第２管路に、コンプレッサーを介装したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフロンの再生装置。
4. 前記凝縮器と再生フロン用ボンベとを接続する第３管路に、フロンに含まれる水分を除去するフィルタを介装したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のフロンの再生装置。

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