JP2009243816A - 含フッ素化合物回収機 - Google Patents

Abstract

【課題】過剰の含フッ素化合物が回収されることなく、回収ボンベに繋がる配管中の水分が凍ることが回避できるため、効率よく含フッ素化合物を回収することができる含フッ素化合物回収機を提供する。
【解決手段】
回収機１０は、圧縮機１４と、圧縮機１４に対して接続管１５を介して連結されるとともに接続管１５を介して液化された含フッ素化合物を回収するボンベ１６と、冷却手段とを備え、該冷却手段により接続管１５内の水が凝固しない温度で冷却される。冷却手段はボンベ１６とともに水Ｗを収容する水槽１８と、ポンプＰ、吸入口２２，吐出口２４、及び吸入口２２，吐出口２４に接続された循環路２３からなる循環手段と熱交換器２６とにより構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、含フッ素化合物回収機に関する。

近年、オゾン層破壊低減のためにフロン類の生産・使用規制が始まる前に生産された冷蔵庫や冷房装置（エアコン）が廃棄されつつある。また、フロン類、ハロン類は、工業製品等の洗浄に多用されている。それらの含ハロゲン化合物は、高い温暖化係数を示す温室効果ガスとして、又、フロン類はさらにオゾン層破壊ガスとしても知られている。このため、廃機器にある不要となった６フッ化硫黄（ＳＦ_６）や、フロン等のフッ素化合物を廃機器から回収して、処理することが行われている。

従来、これらの化合物を廃機器から回収する場合、圧縮機によってこれらの化合物を液化させてボンベに回収することが行われる。しかし、これらのフッ素化合物は沸点が低く凝縮しにくいためボンベ内が高圧となり、時間とともに回収速度が低下したり、場合によっては回収不能となっていた。

フッ素化合物を凝縮しやすくするためにドライアイスにて回収ボンベを冷却して冷媒を回収する方法がある（特許文献１参照）。
特開平０５−１３３６４７号公報

しかし、この方法では以下に示す問題がある。１つ目の問題点としては、ドライアイスでは含フッ素化合物を過剰冷却することになり、この結果、ボンベ内に過剰のフッ素化合物が回収されてしまって、ボンベの周囲温度を常温に戻したときに、フッ素化合物の膨張によりボンベが破裂する虞がある。２つめの問題点としては、０℃以下にフッ素化合物を冷却するため、ボンベに繋がる配管中の水分が凍ってしまい、凍った部分が流路抵抗となってフッ素化合物の回収ができなくなる。因みに、ドライアイスの昇華点は、-78.9℃である。

このように従来は、含フッ素化合物の回収はし難い問題があった。
本発明の目的は、含フッ素化合物を液化して管路を介して回収容器に回収する際に、管路内において水が凝固しない温度に冷却可能であって、前記回収容器を冷却する冷却手段で冷やすことにより、含フッ素化合物の回収がしやすく、又、回収速度を向上することができる含フッ素化合物回収機を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、含フッ素化合物を加圧して液化する液化手段と、前記液化手段に対して管路を介して連結されるとともに該管路を介して前記液化された含フッ素化合物を回収する回収容器と、前記管路内において水が凝固しない温度に冷却可能であって、前記回収容器を冷却する冷却手段を備えた含フッ素化合物回収機を要旨とするものである。

請求項２の発明は、請求項１において、前記冷却手段が前記回収容器の少なくとも一部を覆うように配置される手段を含み、該冷却手段が冷却媒体を備えることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２において、前記冷却媒体を循環させる循環手段と、前記循環手段に設けられ、前記冷却媒体と熱交換を行う熱交換手段を備えたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３において、前記冷却手段が前記回収容器の少なくとも一部を覆うように配置される手段が前記冷却媒体を蓄える槽であって、前記冷却媒体が前記循環手段により、循環することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３において、前記回収容器の少なくとも一部を覆うように配置される手段が、内部に前記冷却媒体が通過可能な冷却媒体路を有するジャケットであり、前記冷却媒体が前記循環手段により、循環することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、回収容器が、冷却手段で冷却されることにより、回収容器内の温度が下がり、回収容器内の含フッ素化合物の蒸気圧が下がって、液化しやすくなる。この場合、管路内において水が凝固しない温度に冷却されるため、管路内の水が凝固する（凍る）ことがない。その結果、当該含フッ素化合物の回収がしやすくなり、回収速度を向上することができる効果を奏する。

請求項２の発明によれば、冷却手段が回収容器の少なくとも一部を覆うように配置される手段を含み、該冷却手段が冷却媒体を備えることにより、請求項１の効果を容易に実現することができる。

請求項３の発明によれば、冷却媒体を循環させる循環手段と、前記循環手段に設けられ、前記冷却媒体と熱交換を行う熱交換器を備えたことにより、請求項１の効果を容易に実現することができる。

請求項４の発明によれば、槽内に回収容器が配置されて、槽内の冷却媒体が循環手段により循環することにより、回収容器が、冷却媒体で冷却されて回収容器内の温度が下がり、回収容器内の含フッ素化合物の蒸気圧が下がって、液化を助長し、当該含フッ素化合物の回収がしやすくなる効果がある。

請求項５の発明によれば、内部に冷却媒体が通過可能な水路を有するジャケットを有して、冷却媒体が循環することにより、回収容器が冷却されて回収容器内の温度が下がり、回収容器内の含フッ素化合物の蒸気圧が下がって、液化を助長し、当該含フッ素化合物の回収がしやすくなる。

以下、本発明の含フッ素化合物回収機（以下では、単に回収機という）を具体化した一実施形態を図１及び図３を参照して説明する。
図１に示すように、回収機１０は、含フッ素化合物を収納する廃機器１００に対して接続管１２を介して接続される液化手段としての圧縮機１４と、該圧縮機１４に対して管路としての接続管１５を介して接続される回収容器としてのボンベ１６とを備えている。なお、ボンベ１６、及び接続管１２，１５には、図示しない開閉バルブをそれぞれ備えており、互いに接続される際に適宜に開閉操作される。

回収機１０は、ボンベ１６を取り出し自在に収納するキャスタ付の水槽１８を備えている。水槽１８には壁２０ａを介して熱交換室２０が隣接して設けられている。熱交換室２０にはポンプＰが設けられ、同ポンプＰにより、壁２０ａに設けられた吸入口２２から水槽１８内の冷却媒体としての水Ｗを熱交換室２０内に吸引し、壁２０ａに設けられた吐出口２４を介して熱交換室２０から水槽１８へ水Ｗを吐出可能である。前記ポンプＰ、吸入口２２，及び吐出口２４に接続された循環路２３により、循環手段が構成されている。なお、水槽１８に満たす水Ｗはボンベ１６表面の大部分を覆うことが好ましいが、冷却能力が高ければボンベ１６表面の一部を覆うようにしてもよい。

又、熱交換室２０には、熱交換手段としての熱交換器２６が設けられている。熱交換器２６は、図示しない蒸発器、加圧器、凝縮器、膨張弁等を備え、循環路２３内を通過する水Ｗを冷却可能である。本実施形態では、熱交換器２６により、水槽１８内の水Ｗを１℃〜１０℃の範囲で冷却可能である。

水槽１８及び水Ｗにより冷却手段が構成され、この冷却手段には、ボンベ１６、ポンプＰ、吸入口２２，吐出口２４、及び吸入口２２，吐出口２４に接続された循環路２３からなる循環手段と、熱交換器２６が備えられている。

さて、上記のように構成された回収機１０の作用を説明する。
廃機器１００から、含フッ素化合物をボンベ１６に回収する場合、接続管１２，１５、圧縮機１４、ボンベ１６を図１に示すように接続し、この状態で圧縮機１４を作動して、ボンベ１６内に廃機器１００内の含フッ素化合物を液化し、ボンベ１６内に液化した含フッ素化合物を回収する。ボンベ１６は水槽１８内に配置されており、水槽１８内には熱交換器２６にて１℃〜１０℃の範囲で冷却された水Ｗが循環することにより、液化された含フッ素化合物は冷却される。ボンベ１６内の液化された含フッ素化合物は、凝縮熱により液化される前よりも温度は高くなるが、前述の冷却された水Ｗにより、冷却されることになる。なお、ボンベ１６は、０℃以下とはならないため、ボンベ１６に接続された接続管１５も勿論０℃以下にならない。このため、接続管１５内に含フッ素化合物とともに存在する水が凍ることはない。なお、圧縮機１４にて大気圧（１気圧：１０１３ｈＰａ）を越えて加圧された水は、図３の水の状態図で明らかなよう、凝固する温度は０℃以下となるため、１℃〜１０℃の冷却媒体としての水で凍ることはない。又、前記温度域で、ボンベ１６を冷却できるため、過剰な含フッ素化合物をボンベ１６内に回収することがなくなる。

さて、本実施形態では下記の特徴がある。
（１） 回収機１０は、圧縮機１４（液化手段）と、圧縮機１４に対して接続管１５（管路）を介して連結されるとともに接続管１５（管路）を介して前記液化された含フッ素化合物を回収するボンベ１６（回収容器）と、冷却手段とを備え、該冷却手段により接続管１５内の水が凝固しない温度で冷却される。又、前記冷却手段は、前記加圧された水が凝固しない温度に冷却可能である。この結果、過剰の含フッ素化合物がボンベ１６に回収されることなく、ボンベ１６に繋がる接続管１５（配管）中の水分を凍らせないため、効率よく含フッ素化合物を回収することができる。

又、ボンベ１６が、水Ｗで冷却されることにより、ボンベ１６内の温度が下がり、ボンベ１６内の含フッ素化合物の蒸気圧が下がって、液化しやすくなり、その結果、当該含フッ素化合物の回収がしやすくなり、回収速度を向上することができる。

（２） また、本実施形態の冷却手段は、ボンベ１６とともに冷却媒体としての水Ｗを収容する水槽１８と、ポンプＰ、吸入口２２，吐出口２４、及び吸入口２２，吐出口２４に接続された循環路２３からなる循環手段と、熱交換器２６とにより構成されている。この結果、上記（１）の作用効果を容易に実現することができる。

ここで、上記の回収機１０を使用して行った実施例及び比較例を図２を参照して説明する。ボンベ１６は、耐圧安全条件が３．２ＭＰａのものを使用した。含フッ素化合物としてはＳＦ_６を使用した。

実施例では、前記実施形態の回収機１０を使用して、ボンベ１６に対して５分当たり１．２７ｋｇの流量で圧縮機１４にて液化したＳＦ_６を入れた。水槽１８内の水温は３〜３．２℃の範囲となるように管理した。このときの、回収中のボンベ１６自体の温度は２８℃となった。この結果、ボンベ１６内には、６０分で１６ｋｇのＳＦ_６が回収できた。又、実施例での回収中のボンベ内圧力は１．４ＭＰａで一定であった。

一方、比較例では、前記実施形態の回収機１０を使用するが、水槽１８内には水Ｗを入れない状態で、すなわち、ボンベ１６を冷却しない状態で、圧縮機１４にて液化したＳＦ_６の回収を行った。比較例では、ボンベ１６に対して５分当たり１．３ｋｇの流量でＳＦ_６を入れた。このときの、回収中のボンベ１６自体の温度は初期温度２７℃から、最終温度では３９℃まで上昇した。この温度上昇により、開始してから３０分経過したところで耐圧安全条件３．２ＭＰａとなったため、回収を中止した。中止したときまでに、ボンベ１６内には、３０分で８ｋｇのＳＦ_６が回収された。

上記のように実施例では、略同じ５分当たりの流量の液化したＳＦ_６をボンベ１６内には水Ｗで冷却しない比較例に比較して２倍のＳＦ_６を安定して、安全に回収することができた。このように実施例の方が回収速度が向上していることが確認されたた。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記実施形態では、水槽１８はキャスタ付きとしたがキャスタを省略してもよい。
○ 熱交換手段としては、熱交換器の代わりに、氷を入れた槽（すなわち、氷槽）を設けるとともに、同氷槽内を通過する循環路を設けて、該循環路内を水槽内の水Ｗを通過させて循環させてもよい。又、循環路を設けないで氷だけを入れた槽に回収容器を入れて、この構成を冷却手段としてもよい。

○ 前記実施形態では、ボンベ１６とともに水Ｗを収容する水槽１８と、ポンプＰ、吸入口２２，吐出口２４及び吸入口２２，吐出口２４に接続された循環路２３からなる循環手段と、熱交換器２６とにより冷却手段を構成した。しかし、冷却手段としての構成は、この構成に限定されるものではない。

例えば、図４に示すように、ボンベ１６の表面を覆うように取着されるジャケット４０と、該ジャケット４０内の水路４２へ水を循環させる循環手段４４と、該循環手段に設けられ、前記冷却媒体の熱交換を行う熱交換手段としての熱交換器を備えるようにしてもよい。水路４２は、冷却媒体路に相当する。前記ジャケット４０の材質は、本実施形態では合成樹脂シート等から形成されていて、可撓性を有している。なお、ジャケット４０の材質は、合成樹脂シートに限定されるものではなく、金属製や、陶器製であってもよく、形状も限定されるものではない。ジャケットは筒状でもよく、或いは板状であってもよいが、熱交換の効率の観点からボンベ１６の外形形状に沿うようした形状であることが好ましい。ここで、循環手段４４は、水路４２内に水を吐出するとともに、水路４２内の水を吸入する循環路２３、該循環路２３に設けられたポンプＰと、該循環路２３に設けられた熱交換器２６とにより構成されている。ジャケット４０と水が冷却手段に相当する。このように冷却手段を構成しても、前記実施形態と同様の効果を奏する。

○ 前記実施形態では、冷却媒体として水Ｗとしたが、水Ｗに限定されるものではなく、アルコール等の液体や、気体であってもよい。冷却媒体としては、要は、管路中の水が凝固（すなわち、凍らない温度）で冷却できる媒体であればよい。

○ 冷却手段としては冷却媒体は必ずしも必要ではない。例えば、ボンベの周囲にペルチエ素子を配置して回収容器を冷却するようにしてもよい。或いは、冷却手段として電気クーラー、或いは冷水扇のように、冷風を吹き出すことができる構成としてもよく、この場合は、冷却媒体として冷風（すなわち、空気）を回収容器表面に当てて、管路内において水が凝固しない温度に冷却するものとする。

含フッ素化合物回収機の概略図。 フッ素化合物の回収量の比較のグラフ。 水の状態図。 他の実施形態の含フッ素化合物回収機の概略図。

符号の説明

１０…回収機（含フッ素化合物回収機）、１５…接続管（管路）、
１６…ボンベ（回収容器）、１８…水槽、２０…熱交換室、２２…吸入口、
２４…吐出口、２６…熱交換器、Ｐ…ポンプ、Ｗ…水（冷却媒体）。

Claims (5)

1. 含フッ素化合物を加圧して液化する液化手段と、
   前記液化手段に対して管路を介して連結されるとともに該管路を介して前記液化された含フッ素化合物を回収する回収容器と、
   前記管路内において水が凝固しない温度に冷却可能であって、前記回収容器を冷却する冷却手段を備えた含フッ素化合物回収機。
2. 前記冷却手段が前記回収容器の少なくとも一部を覆うように配置される手段を含み、該冷却手段が冷却媒体を備えることを特徴とする請求項１に記載の含フッ素化合物回収機。
3. 前記冷却媒体を循環させる循環手段と、前記循環手段に設けられ、前記冷却媒体と熱交換を行う熱交換手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の含フッ素化合物回収機。
4. 前記冷却手段が前記回収容器の少なくとも一部を覆うように配置される手段が前記冷却媒体を蓄える槽であって、前記冷却媒体が前記循環手段により、循環することを特徴とする請求項３に記載の含フッ素化合物回収機。
5. 前記回収容器の少なくとも一部を覆うように配置される手段が、内部に前記冷却媒体が通過可能な冷却媒体路を有するジャケットであり、前記冷却媒体が前記循環手段により、循環することを特徴とする請求項３に記載の含フッ素化合物回収機。

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