JP2010261657A - 液化フロン用圧力抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液化フロンの圧力を低く抑制することにより、高効率でフロン回収を行うことができ、尚且つ、取り扱いが容易な液化フロン用圧力抑制装置を実現することにある。
【解決手段】液化フロンを通す銅より成るパイプ12と、ドライアイス24を備え、上記パイプ12の液化フロン導入部18と液化フロン導出部20との間に、下端から上端に向かって螺旋状に複数回巻回して構成した巻回部16を形成し、該巻回部16の内面に上端から下端に向かって下方傾斜を形成すると共に、巻回部16の上下に配置されるパイプ12同士を密着状態と成し、さらに、巻回部16の内側に、円筒体で構成された空間占有部材22を配置すると共に、巻回部16の内面と空間占有部材22との間の空間内に塊状のドライアイス24を多数充填し、ドライアイス24をパイプ12の巻回部16に密着させた。
【選択図】図１

Description

この発明は、液化フロン用圧力抑制装置に係り、特に、フロン回収装置によりフロンガスを液化して成る液化フロンをフロン回収容器に充填する場合に、液化フロンの圧力を低く抑制することにより、高効率でフロン回収を行うことができる液化フロン用圧力抑制装置に関する。

従来より、家庭、オフィス、工場、学校、病院等で使用されいてる空調機や冷蔵庫等の冷媒としてフロンガスが用いられている。
フロンガスは大気中に放出されると、オゾン層破壊や地球温暖化の原因となるため、フロンガス使用製品の廃棄時や、フロンガスを使用した冷媒部品の修理・交換時において、フロンガスを回収することが行われている。

図７は、従来のフロンガス回収方法を示す説明図であり、フロンガスを使用した冷媒部品60を有する空調機62と、フロン回収装置64と、フロン回収容器66を回収管68を介して接続した上で、空調機62の冷媒部品60内のフロンガスを、フロン回収装置64の圧縮機（コンプレッサ）70で吸引・圧縮した後、凝縮機（コンデンサ）72で凝縮して液化フロンと成し、この液化フロンをフロン回収容器66へ充填している。

ところで、上記フロン回収容器66に充填された液化フロンの飽和圧力が上昇すると、フロン回収容器66内に収納できる液化フロンの量が減少するため、フロン回収効率が悪化することとなる。
近年、従来使用されていた旧フロンガスのＲ−２２に代わって、オゾン破壊係数が０の新フロンガスＲ４１０Ａが使用されるようになっているが、この新フロンガスＲ４１０Ａはそのガス圧が、旧フロンガスＲ−２２の約１．６倍も高いことから、今後、回収量の急増が予想される新フロンガスＲ４１０Ａの回収は、旧フロンガスＲ−２２の回収に比べて回収効率の低下を招くこととなる。
また、フロンガスの種類に拘わらず、夏場等の高温環境でフロンガスの回収作業を行う場合には、液化フロンの温度上昇に伴ってフロン回収容器66内の液化フロンの飽和圧力も上昇し、フロン回収効率が悪化することなる。

そこで、本出願人は、先に、特開２００１−３０４７２８号「高効率フロンガス回収システム」（以下、特許文献１）及び実用新案登録第３０９１２６４号「フルオロカーボンの回収システム」（以下、特許文献２）を提案した。
すなわち、特許文献１及び特許文献２においては、「フロン回収装置とフロン回収容器との間に配置され、内部にコイル状の銅パイプと、冷却媒体としての水及び氷が収納された冷却槽」が提案されている。
而して、出願人が提案した特許文献１及び特許文献２は、フロン回収装置から冷却槽に供給された液化フロンを、冷却槽内の銅パイプを通過する過程で冷却し、冷却された液化フロンをフロン回収容器に充填することにより、フロン回収容器内の液化フロンの飽和圧力を低く抑えことができる優れた効果を発揮するものである。
特開２００１−３０４７２８号公報 実用新案登録第３０９１２６４号公報

ところで、上記特許文献１及び特許文献２に開示された冷却槽は、冷却媒体として「氷と水」を使用するものであった。
このため、冷却媒体である氷が溶けて水の温度が上昇した場合、冷却槽から温度上昇した水を抜いた後、新しい水や氷を収納する交換作業が必要であり、特に、夏場等の高温環境でフロンガスの回収作業を行う場合には、短時間で氷が溶けて水の温度が上昇するため頻繁に交換作業を行わなければならず手間がかかっていた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液化フロンの圧力を低く抑制することにより、高効率でフロン回収を行うことができ、尚且つ、取り扱いが容易な液化フロン用圧力抑制装置を実現することにある。

上記の目的を達成するため、本発明に係る液化フロン用圧力抑制装置は、
液化フロンを通すパイプと、ドライアイスを備えた液化フロン用圧力抑制装置であって、
上記パイプの一端側に液化フロン導入部を形成すると共に、他端側に液化フロン導出部を形成し、さらに、上記液化フロン導入部と液化フロン導出部との間に、螺旋状に複数回巻回して構成した巻回部を形成して成り、
上記パイプの巻回部に、上記ドライアイスを密着させたことを特徴とする。

請求項２に記載の液化フロン用圧力抑制装置は、請求項１に記載の液化フロン用圧力抑制装置において、
巻回部を、上下方向にパイプを螺旋状に複数回巻回して構成する共に、上端から下端に向かって螺旋径を徐々に小さく成すことにより、該巻回部の内面に、上端から下端に向かって下方傾斜を形成し、また、
上記巻回部の内側の空間内に、ドライアイスを充填したことを特徴とする。

請求項３に記載の液化フロン用圧力抑制装置は、請求項２に記載の液化フロン用圧力抑制装置において、巻回部の上下に配置されるパイプ同士を密着状態で巻回することを特徴とする。

請求項４に記載の液化フロン用圧力抑制装置は、請求項２又は３に記載の液化フロン用圧力抑制装置において、巻回部の内側に空間占有部材を配置すると共に、巻回部の内面と空間占有部材との間の空間内にドライアイスを充填することを特徴とする。

請求項５に記載の液化フロン用圧力抑制装置は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液化フロン用圧力抑制装置において、パイプが銅で構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の液化フロン用圧力抑制装置は、表面温度及び昇華温度が約−７９℃のドライアイスをパイプの巻回部に密着させたことにより、巻回部のパイプを通る液化フロンとドライアイスの昇華熱とを熱交換させて液化フロンを冷却することができるので、氷・水を用いて液化フロンを冷却する場合に比べて冷却能力が高く、液化フロンの圧力抑制効果が優れている。
従って、請求項１に記載の液化フロン用圧力抑制装置を用いて冷却した液化フロンを、フロン回収容器内に充填すれば、フロン回収容器内の液化フロンの飽和圧力を低く抑制でき、高効率でフロン回収を行うことができる。
しかも、請求項１に記載の液化フロン用圧力抑制装置は、液体とならずに直接気体に昇華するドライアイスを用いて液化フロンを冷却するので、氷・水を用いて液化フロンを冷却する場合に比べて、取り扱いが容易である。

請求項２に記載の液化フロン用圧力抑制装置の如く、請求項１に記載の液化フロン用圧力抑制装置において、巻回部を、上下方向にパイプを螺旋状に複数回巻回して構成する共に、上端から下端に向かって螺旋径を徐々に小さく成すことにより、該巻回部の内面に、上端から下端に向かって下方傾斜を形成し、また、上記巻回部の内側の空間内に、ドライアイスを充填した場合には、ドライアイスの昇華が進行し、巻回部のある箇所のパイプにドライアイスが接触しなくなったとしても、上方のドライアイスが、下方傾斜を滑り落ちてきて、再びパイプとドライアイスとの接触が確保されるようになるので、液化フロンの熱交換効率の低下を防止できる。

請求項３に記載の液化フロン用圧力抑制装置の如く、請求項２に記載の液化フロン用圧力抑制装置において、巻回部の上下に配置されるパイプ同士を密着状態で巻回した場合には、単位体積当たりの巻回部のパイプの長さを大きく確保することができ、パイプ内を通る液化フロンの熱交換距離も大きく確保することができると共に、上下のパイプ間に隙間が存在しないため、ドライアイスが昇華して小さくなっても、ドライアイスが巻回部の外方へ脱落することを防止できる。

請求項４に記載の液化フロン用圧力抑制装置の如く、請求項２又は３に記載の液化フロン用圧力抑制装置において、巻回部の内側に空間占有部材を配置すると共に、巻回部の内面と空間占有部材との間の空間内にドライアイスを充填する場合には、巻回部のパイプと接触せず、液化フロンの冷却に寄与しない空間へのドライアイスの充填が防止され、不要なドライアイスの消費を抑制することができる。

請求項５に記載の液化フロン用圧力抑制装置の如く、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液化フロン用圧力抑制装置において、パイプを銅で構成した場合には、銅は熱伝導率が高いことから、液化フロンとドライアイスの昇華熱との熱交換を効率よく行うことができる。

以下、図面に基づき、本発明に係る液化フロン用圧力抑制装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る液化フロン用圧力抑制装置10の概略断面図、図２は平面図、図３は、ドライアイス充填前の液化フロン用圧力抑制装置10の概略断面図、図４は、ドライアイス充填前の液化フロン用圧力抑制装置10の平面図である。

本発明の液化フロン用圧力抑制装置10は、熱伝導率の高い銅より成り、液化フロンを通すパイプ12と、該パイプ12を収納し、上端及び下端が開口した円筒状の容器14を有している。

上記パイプ12は、１本の細長いパイプ12を中央部分で折り曲げ、該折り曲げ部分を下端に配置させた状態で、下端から上端に向かって上下方向に螺旋状に複数回巻回して構成した巻回部16と、パイプ12の一端側に形成した液化フロン導入部18と、パイプ12の他端側に形成した液化フロン導出部20を有している。すなわち、パイプ12は、一端側に形成した液化フロン導入部18と他端側に形成した液化フロン導出部20との間に、下端から上端に向かって上下方向に螺旋状に複数回巻回して構成した巻回部16が形成されている。

パイプ12の上記巻回部16は、上端から下端に向かって螺旋径が徐々に小さくなっていく略逆円錐状と成されていると共に、上下に配置されるパイプ12同士が密着状態で巻回されている。而して、巻回部16の螺旋径が上端から下端に向かって徐々に小さくなっていく略逆円錐状と成した結果、上記巻回部16の内面には、上端から下端に向かって下方傾斜が形成されることとなる。
さらに、上記パイプ12の液化フロン導入部18及び液化フロン導出部20は、容器14外に導出されている。

また、パイプ12の上記巻回部16の内側には、円筒体で構成された空間占有部材22が配置されている。該空間占有部材22は、上記巻回部16内側の中央に配置されており、巻回部16の下端から上端に至る高さを有している。尚、空間占有部材22は、円筒体に限らず、円柱体であっても良く、更には、任意の形状で良い。

ドライアイス24は、上記巻回部16の内側の空間内に充填されて、パイプ12の巻回部16に密着させるものであり、本実施例においては、図１及び図２に示すように、パイプ12の巻回部16の内面と空間占有部材22との間の空間内に塊状のドライアイス24を多数充填し、ドライアイス24をパイプ12の巻回部16に密着させている。
ドライアイス24は二酸化炭素を固体化したものであり、表面温度は約−７９℃、常温常圧環境下では液体とならず、直接気体に昇華する性質（昇華温度約−７９℃）を有しているものである。

以下、図５に基づいて、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10を使用したフロンガスの回収方法を説明する。
本発明の液化フロン用圧力抑制装置10は、フロン回収装置64とフロン回収容器66との間に介在させて使用されるものである。

すなわち、先ず、フロンガスを使用した冷媒部品60を有する空調機62と、フロン回収装置64と、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10と、フロン回収容器66とを回収管68を介して接続する。
次に、空調機62の冷媒部品60内のフロンガスを、フロン回収装置64の圧縮機（コンプレッサ）70で吸引・圧縮した後、凝縮機（コンデンサ）72で凝縮して液化フロンと成す。

次に、液化フロンを、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10へと送出し、液化フロン導入部18よりパイプ12内に導入する。
上記の通り、熱伝導率の高い銅より成るパイプ12の巻回部16内面と空間占有部材22間の空間内にドライアイス24を充填し、ドライアイス24をパイプ12の巻回部16に密着させていることから、液化フロン導入部18よりパイプ12内に導入された液化フロンは、巻回部16のパイプ12を通る過程で、該巻回部16に密着させたドライアイス24が気化する際の昇華熱と熱交換されて低温冷却されることとなる。
尚、上記の通り、パイプ12を熱伝導率の高い銅で構成していることから、液化フロンとドライアイス24の昇華熱との熱交換を効率よく行うことができる。

冷却処理された液化フロンは、液化フロン導出部20からフロン回収容器66へ送出されて該フロン回収容器66内に充填されるのである。

而して、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10にあっては、表面温度及び昇華温度が約−７９℃のドライアイス24をパイプ12の巻回部16に密着させ、液化フロンとドライアイス24の昇華熱とを熱交換させて液化フロンを冷却することから、氷・水を用いて液化フロンを冷却する場合に比べて冷却能力が高く、液化フロンの圧力抑制効果が優れている。
従って、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10を用いて冷却した液化フロンを、フロン回収容器66内に充填すれば、冷却した液化フロンの温度での飽和圧力で保とうとする効果からフロン回収容器66内の液化フロンの飽和圧力を低く抑制でき、高効率でフロン回収を行うことができる。
しかも、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10は、液体とならずに直接気体に昇華するドライアイス24を用いて液化フロンを冷却するので、氷・水を用いて液化フロンを冷却する場合に比べて、取り扱いが容易である。

また、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10は、パイプ12の巻回部16を上端から下端に向かって螺旋径が徐々に小さくなっていくように構成することにより、巻回部16の内面に上端から下端に向かって下方傾斜を形成した。このため、ドライアイス24の昇華が進行し、巻回部16のある箇所のパイプ12にドライアイス24が接触しなくなったとしても、上方のドライアイス24が、下方傾斜を滑り落ちてきて、再びパイプ12とドライアイス24との接触が確保されるようになるので、液化フロンの熱交換効率の低下を防止できる。

さらに、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10は、上下に配置されるパイプ12同士を密着状態で巻回して巻回部16を構成しているので、単位体積当たりの巻回部16のパイプ12の長さを大きく確保することができ、パイプ12内を通る液化フロンの熱交換距離も大きく確保することができると共に、上下のパイプ12間に隙間が存在しないため、ドライアイス24が昇華して小さくなっても、ドライアイス24が巻回部16の外方へ脱落することを防止できる。

さらにまた、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10は、パイプ12の巻回部16の内側に空間占有部材22を配置すると共に、パイプ12の巻回部16の内面と空間占有部材22との間の空間内にドライアイス24を充填するようにしたので、ドライアイス24を充填しても巻回部16のパイプ12と接触せず、液化フロンの冷却に寄与しない空間へのドライアイス24の充填が防止され、不要なドライアイス24の消費を抑制することができる。

図６は、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10を使用したフロンガス回収方法（図５参照）と従来のフロンガス回収方法（図７参照）における、液化フロンの圧力値、時間、回収作業温度との関係を示すグラフである。
図６において、グラフＡは、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10を使用した場合において、液化フロン導出部20から吐出される液化フロンの圧力値の推移を示すグラフ、グラフＢは、従来のフロンガス回収方法（図７参照）において、フロン回収装置72から吐出される液化フロンの圧力値の推移を示すグラフである。
尚、回収対象のフロンガスはＲ４１０Ａであり、フロン回収装置72への吸入時圧力は０．５ＭＰａである。また、試験に使用したフロン回収装置72は、タスコジャパン株式会社製の商品名「フルオロマイザーＢ（ＴＡ１１０Ｂ）」であり、このフロン回収装置72は、液化フロンの吐出圧力値が３ＭＰａに達すると安全装置が起動して停止するようになっている。もっとも、実際の現場におけるフロン回収作業では、より一層の安全性を確保する観点から、液化フロンの吐出圧力値が３ＭＰａに到達する前にフロン回収装置72を停止するのが一般的である。

図６のグラフに示す通り、従来のフロンガス回収方法においては、回収作業環境温度３６℃、試験開始から２５分経過時点で液化フロン圧力値が２．７８ＭＰａに迄達したため、危険と判断してフロン回収装置72を停止させた。
これに対し、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10を使用したフロンガス回収方法においては、回収作業環境温度３６℃、試験開始から２５分経過時点では液化フロン圧力値が１．４６ＭＰａであり、従来のフロンガス回収方法に比べて約５２％に圧力が抑制されていた。
また、試験開始から１５分から２５分迄の間に、回収作業環境温度は３５℃から３６℃に上昇した（図６の領域Ａ）が、この間（領域Ａ）の液化フロンの回収量は、従来のフロンガス回収方法の場合０．９８ｋｇであったのに対し、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10を使用したフロンガス回収方法の場合１．３８ｋｇであり、従来のフロンガス回収方法に比べて回収量も４０％以上向上している。
さらに、本発明の液化フロン用圧力抑制装置10を使用したフロンガス回収方法においては、試験開始から１００分経過し、回収作業環境温度が３８℃になっても、液化フロン圧力値が１．８５ＭＰａであり、長時間に亘って、且つ、回収作業環境温度が高温となっても、優れた圧力抑制効果を発揮していることが判る。

尚、上記においては、１本の細長いパイプ12を中央部分で折り曲げ、該折り曲げ部分を下端に配置させた状態で、下端から上端に向かって上下方向に螺旋状に複数回巻回して巻回部16を構成した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、上端から下端に向かって上下方向に螺旋状に複数回巻回して巻回部16を構成したり、或いは、パイプ12を水平方向に螺旋状に複数回巻回して巻回部16を構成しても良い。
また、１本の細長いパイプ12を中央部分で折り曲げることなく、螺旋状に複数回巻回して巻回部16を構成しても良い。

本発明に係る液化フロン用圧力抑制装置の概略断面図である。 本発明に係る液化フロン用圧力抑制装置の平面図である。 ドライアイス充填前の本発明に係る液化フロン用圧力抑制装置の概略断面図である。 ドライアイス充填前の本発明に係る液化フロン用圧力抑制装置の平面図である。 本発明に係る液化フロン用圧力抑制装置を使用したフロンガス回収方法を示す説明図である。 本発明の液化フロン用圧力抑制装置を使用したフロンガス回収方法と従来のフロンガス回収方法における、液化フロンの圧力値、時間、回収作業温度との関係を示すグラフである。 従来のフロンガス回収方法を示す説明図である。

10 液化フロン用圧力抑制装置
12 パイプ
14 容器
16 巻回部
18 液化フロン導入部
20 液化フロン導出部
22 空間占有部材
24 ドライアイス
62 空調機
64 フロン回収装置
66 フロン回収容器

Claims (5)

1. 液化フロンを通すパイプと、ドライアイスと備えた液化フロン用圧力抑制装置であって、
   上記パイプの一端側に液化フロン導入部を形成すると共に、他端側に液化フロン導出部を形成し、さらに、上記液化フロン導入部と液化フロン導出部との間に、螺旋状に複数回巻回して構成した巻回部を形成して成り、
   上記パイプの巻回部に、上記ドライアイスを密着させたことを特徴とする液化フロン用圧力抑制装置。
2. 上記巻回部を、上下方向にパイプを螺旋状に複数回巻回して構成する共に、上端から下端に向かって螺旋径を徐々に小さく成すことにより、該巻回部の内面に、上端から下端に向かって下方傾斜を形成し、また、
   上記巻回部の内側の空間内に、上記ドライアイスを充填したことを特徴とする請求項１に記載の液化フロン用圧力抑制装置。
3. 上記巻回部の上下に配置されるパイプ同士を密着状態で巻回することを特徴とする請求項２に記載の液化フロン用圧力抑制装置。
4. 上記巻回部の内側に空間占有部材を配置すると共に、巻回部の内面と空間占有部材との間の空間内にドライアイスを充填することを特徴とする請求項２又は３に記載の液化フロン用圧力抑制装置。
5. 上記パイプが銅で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の液化フロン用圧力抑制装置。

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