JP2015527560A - 収着装置において作動媒体を回収する回収容器及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は収着装置に関する。不活性ガスが流出する際に漏出する作動媒体が回収容器１において回収される。上記作動媒体は、回収容器から、収着装置の回収容器とは異なる部分に返還することができる。本発明は更に、作動媒体を回収する方法、及び、作動媒体を回収するとともに作動媒体を収着プロセスに向けて返還する回収容器の使用に関する。【選択図】図３

Description

収着装置、特に収着式冷却機は従来技術から既知である。

収着システム内にある材料及び物質は、ガス放出する可能性がある、すなわち、例えば化学変換によりガスを放出する可能性がある。これらの妨害ガス又は妨害蒸気によって急速な収着プロセスが妨げられる。なぜなら、これらの妨害ガス又は妨害蒸気は、吸着又は吸収中、蒸気状作動媒体の収着媒体へのアクセスを困難にするとともに、脱着中、蒸気状作動媒体の凝縮面へのアクセスを妨げるか又は困難にし、それらの双方は、加熱プロセス及び／又は冷凍プロセスの甚だしい速度低下につながるためである。この結果が、これらの収着システムの性能の大幅な低下である。ここで妨害ガスと呼ばれるのは、包括的に、作動媒体蒸気の収着媒体へのアクセスに影響を与え、ひいては収着プロセスを妨げる物質である（例えば、二酸化炭素、窒素等）。これらのガスは不活性ガス又は異物ガスとも呼ばれる。これらの物質は、収着媒体に予め収着されているか、化学反応によって放出されるか、利用可能なハウジング材から脱ガスされるか、又はシステムにおける漏れにより入り込む場合がある。要約すると、そのような真空収着装置において、ガス放出又は漏れにより、圧力の上昇につながり、それにより装置の機能低下につながるおそれがあるという問題が原則として存在することを意味する。

従来技術は、収着機のシステムから不活性ガスを除去する種々の手段を記載している。例えば、特許文献１は、収着機に結合剤が導入される方法を開示している。システムを収着プロセスに対する妨害不活性ガス又は妨害不活性蒸気がない状態に維持し、そのため作動媒体蒸気のみが蒸気相中に存在するように、結合剤が収着システムに添加される。ここでは、この結合剤は、収着システムにおいて存在するか又は放出されるいかなる不活性ガス又は不活性蒸気も結合し、それにより作動媒体蒸気のスペースから不活性ガス又は不活性蒸気を抜く役目を有する。このとき、収着システムに含まれる物質及び材料の脱ガス又は化学反応によって収着システムにおいて放出されるのと同量の不活性ガス又は不活性蒸気を結合することが可能である必要がある。したがって、密封シールされた収着システムにおいて、限られた量の不活性ガス又は不活性蒸気しか生じる可能性がなく、これは通常、収着サイクルの開始時に起こる。結合剤は、この時間内に不活性ガスのこの特定の量のみ結合する必要がある。原則として、収着システム内に生じる不活性ガス又は不活性蒸気を結合することが可能であるあらゆる物質が結合剤として好適である。しかし、結合剤は、システム関連の温度変動の場合にさえ、結合された不活性ガスを放出しないことが可能であるべきである。ほとんどの結合剤は高温において不活性ガスを放出する傾向があるので、結合剤は、温度が可能な限り低く、小さな温度変動しか存在しない場所に位置付けるべきである。収着システムにおいて、最も高い温度は、収着中及び脱着中の収着剤コンテナ内に生じる。特許文献１によると、結合剤は、システムの温度が比較的低い領域、例えば、凝縮器、蒸発器、又は回収容器内に配置される。

さらに、特許文献２は、収着機から不活性ガスを除去する方法を記載している。これに関して、（例えば、内圧の増加又は不十分な凝縮器性能の結果として）異物ガスがシステム内で検出されると、真空システムからこれらの妨害ガスを除去するプロセスが開始される、中間フェーズが設けられる。初めに、凝縮器からの放熱が可能な限り徹底的に防止される。その後、例えば、燃焼器によって熱を収着器に供給する。蒸気の形態で収着剤から追い出される作動媒体（好ましくは水）は、初めに、真空スペース内の最も温度の低い場所において凝縮し、続いて、通常動作中に真空下にある真空スペース全体を加熱する。この過程において、システム内で圧力が上昇する。システム圧力が周囲圧力を超える場合（原則として１０１３ｍｂａｒの周囲圧力だが、他の条件（constellations）も可能である）、排出ユニット（例えば、好ましくは弁）が開放し、蒸気状内容物が周囲雰囲気に流出することが可能になる。したがって、或る意味では、収着器から来る蒸気は異物ガスを徐々に「押し」出す。またこの過程において、通常、一部の作動媒体が失われる。全ての異物ガスがシステムから除去されると、排出ユニットは閉鎖される。

特許文献３は、収着機に接続される装置を開示している。ここでは、不活性ガスを緩和するキャビティが液化器の領域に接続される。このキャビティは、キャビティの下側領域に吸気弁を有し、この吸気弁は、キャビティ側が液体作動媒体によって常に覆われている。

従来技術は、不活性ガスを除去するプロセスも開示している。ここでは、不活性ガスは、収着機、特に吸着機の凝縮器内、又は別個の装置（不活性ガス回収装置）内に集まる。不活性ガス回収装置は不活性ガストラップ又は不活性ガス回収装置とも呼ばれる。不活性ガス及び作動媒体を有するこの装置は、超過圧に至るまで加熱され、その後、水蒸気及び不活性ガスは周囲環境に放出される。

特許文献４は吸収機を記載している。ここでは、非凝縮性ガスがシステムから定期的に除去される。この特許文献は、作動媒体が不活性ガス除去のプロセスによって失われるという問題に対処している。吸着プロセスによって不活性ガスを除去し、その後初めて不活性ガスを排出することが提案されている。これにより、より大量の作動媒体がともに流出することを防止することが想定される。

同様の解決策が、特許文献５、特許文献６、及び特許文献７において提案されている。

従来技術による不活性ガス除去装置にはいくつかの不都合点がある。このように、水蒸気を制御して放出する必要があり、それにより湿気もシステム内に集まる。この繰返しプロセスの結果、収着冷却機は徐々に冷媒（特に水）を失う。特許文献２は装置を記載しているが、この問題を完全に無視している。ここでは、システムのサイズに対応するとともにシステムの耐用年数に適合する量の作動媒体（例えば冷媒）が、装置の製造中に準備される。しかし、このことは、システムのコストを増加させ、さらに、システムが本来計画されていたよりも長く動作することになる場合、難点をもたらす。

独国特許第４４４４２５２号 独国特許第１０３１０７４８号 欧州特許出願公開第２３５７４３３号 米国特許第３５５５８４９号 米国特許第３５９２０１７号 米国特許第５８０６３２２号 米国特許第５２０９０７４号

したがって、本発明の目的は、作動媒体の損失を防止するとともに、従来技術において直面する問題を克服する装置及び方法を提供することである。

この目的は独立請求項によって達成される。有利な実施形態は従属請求項から見て取ることができる。

第１の好ましい実施形態では、本発明は、収着装置であって、該収着装置は、少なくとも１つの回収容器と、凝縮器と、脱着器と、作動媒体とを備え、前記回収容器は前記凝縮器に直接又は間接的に接続され、少なくとも１つのスロットル部材が前記回収容器と前記凝縮器との間に設けられ、不活性ガスの前記流出中に漏出する作動媒体は、前記回収容器において回収され、前記作動媒体は、前記回収容器から、前記収着装置の前記回収容器とは異なる部分に返還することができる、収着装置に関する。

「収着装置の回収容器とは異なる部分に」という言い回しは、作動媒体が回収容器から排出されるが、収着装置を出ないことを指すように意図されている。

ここでは不活性ガスは異物ガスとも呼ばれる。

当業者には、収着装置に含まれる更なるコンポーネントが既知である。蒸発器も備えることが好ましい。さらに、吸着器又は吸収器を備えることが好ましい。しかし、脱着器は、吸着器の代わりに吸着器−脱着器ユニットとして実施することもできる。したがって、本発明の観点では、脱着器は吸着器−脱着器としても機能することができる。

本発明の観点では、凝縮器は、組み合わされた蒸発器／凝縮器ユニットとすることもできる。

本発明は全般的な再考に基づいている。従来の収着装置又は収着ユニットは、可能な限りシールされているか又は密封シールされているシステムである。これまで、専門家は通常、そのような真空システムにいかなる還流も許容しないように試みてきた。これは、これまでに行われた解決策の手法からも明らかである。なぜなら、従来技術においてこれまでに行われた試みは、作動媒体が流出する前に、作動媒体から不活性ガスを可能な限り取り除くことに関するためである。これは、作動媒体の流出を可能な限り低く維持する試みが行われてきたことを意味する。これまで、作動媒体を返還することは誰も考えなかった。したがって、本発明は完全に新規の手法を追求している。もはや、作動媒体の損失自体を制御するのではなく、「失われた」作動媒体を回収することが目的である。本発明により、作動媒体が、周囲圧力が占める領域に（すなわち回収容器に）流出することが可能になる。その後、作動媒体は、周囲圧力を有する領域から真空システム内に返還される。このような手法は従来技術ではこれまでのところ開示も提案もされていない。

この返還の結果、作動媒体から不活性ガスを取り除く問題に対処する、従来技術による多くの複雑な解決策の手法が不要になる。

回収容器は単純で低コストの装置であり、より旧式の収着装置にも後から（retrospectively）取り付けることができる。これに関して、好ましい回収容器を取り外すことができる場合が特に有利である。

さらに、本発明の大きな利点は、収着装置を、回収容器を介して充填、補充、及び／又は空にすることができることである。

回収容器は、作動媒体を完全に返還することができる限り、任意の所望の方法で、また任意の場所に設置することができる。

スロットル部材は、弁、直通弁、アングル弁、Ｙ字形弁、磁気弁、チェック弁、及び／又は、フロート弁を含む群から選択されることが好ましい。スロットル部材は、接続手段と一体化され、流れ断面の局所的な狭窄をもたらすことが好ましい。自身の幾何形状に応じて分類することができる種々の弁をスロットル部材と一体化することができることが有利である。弁の使用により、接続手段内の流量を、呼び径を変化させることによって正確かつ精確に計量（dosed）することができるとともに、周囲環境に対する確実なシールをもたらすこともできる。スロットル部材は、手によって、媒体によって、機械的に、又は電磁的に作動することができることが有利である。

スロットル部材は、回収容器と凝縮器との間に設けられ、弁、磁気弁、スライド弁、チェック弁、キャピラリー管、及び／又は膜である場合が特に好ましい。

スロットル部材は、凝縮器と回収容器との間に、回収容器における圧力よりも大きい圧力が凝縮器において生じるとすぐにスロットル部材を開放するという制御を伴って設けられる場合が好ましい。スロットル部材がフロート弁として実施される場合、フロート弁の重量は、フロートが載っているか又は接している開口を確実にシールするのに十分大きい必要がある。脱着段階中、フロート弁は、回収容器に流入する作動媒体蒸気によって持ち上げられる。フロート弁は、例えば、プラスチック、例えばポリプロピレンから製造することができる。

接続手段が凝縮器と回収容器とを接続する場合が好ましい。これに関して、接続手段は、少なくとも１つの管又は排気口である場合が特に好ましい。この管は、相互係止又は結合して凝縮器及び回収容器に接続されることが好ましい。相互係止接続部は、少なくとも２つの接続相手を相互係合することによって達成されることが好ましい。相互係止接続部は、ねじ、リベット、ピン、又はクランプを含む。上記管は、例えば、ねじ又はリベット及び対応するシールによって、収着装置及び回収容器の構成部分に接続することができる。

接続手段を結合手段によって凝縮器及び回収容器に取り付けることも可能である。結合接続部は原子間力及び分子間力によってともに保持される。結合接続部は同時に、破壊することによってしか解除することができない、解除不可能な接続部である。結合接続部は、はんだ付け、溶接、又は接着を含む。

本発明の観点では、作動媒体は流体又は冷媒とすることができることが好ましい。作動媒体として水を使用することが特に好ましい。

不活性ガストラップ及び回収容器を更に備える収着装置を、この不活性ガストラップを介して凝縮器に接続することができることが特に好ましい。しかし、回収容器は不活性ガストラップの一部であることも好ましい。これは、回収容器が必ずしも別個のコンポーネントである必要がないことを意味する。

これは回収容器及び凝縮器の上述の間接的な接続である。この間接的な接続は不活性ガストラップによって実現されることが好ましい。したがって、回収容器は不活性ガストラップを介して凝縮器に接続される。この実施形態では、少なくとも１つの上述の接続手段が回収容器と不活性ガストラップとの間に位置し、少なくとも１つの接続手段が凝縮器と不活性ガストラップとの間に位置する。スロットル部材及び接続部の上述の好ましい実施形態は、本発明のこの変形形態にも好ましい。

この実施形態は、不活性ガストラップの利点が回収容器による返還の利点と組み合わされているため、特に有利である。不活性ガストラップ（国際公開第２０１２／０６９０４８号に係る不活性ガストラップが好ましい）により、異物ガスを排出するのに真空ポンプ、結合物質、又はエネルギーの著しい使用を必要としない。異物ガスの排出は、収着装置の進行している連続的な動作中に実行することができる。しかし、容器内が或る特定の全体圧力になるまで不活性ガストラップにおいて異物ガスを回収し、そのとき初めて容器からガスを除去することも有利であることができる。この機械の自己排出が達成される結果、保守管理の必要性を大幅に低減することができる。国際公開第２０１２／０６９０４８号の開示は本明細書内に含まれる。

第１のスロットル部材が不活性ガストラップと回収容器との間に設けられ、第２のスロットル部材が凝縮器と不活性ガストラップとの間に設けられる収着装置も好ましい。この実施形態は、不活性ガスのトラップへの流入及び回収容器への流出の双方を制御することができるため好ましい。

回収容器と不活性ガストラップとの間に設けられるスロットル部材は、弁、磁気弁、スライド弁、チェック弁、キャピラリー管、及び／又は膜である場合が特に好ましい。この実施形態は、これらのスロットル部材が効果的なシールを実現するため有利である。

不活性ガストラップを加熱することができることも好ましい。このように、不活性ガストラップを加熱することによって、トラップ内部の圧力が上昇する。到達される圧力は真空範囲に留まる。このことは、取り入れられる空気量が、特に、収着装置又は不活性ガストラップと周囲環境との間の圧力差に応じるため有利である。達成される圧力が真空範囲に留まる場合、圧力差は大幅に低減する。

内部バッフルプレートを備える回収容器を備える収着装置が更に好ましい。これは、回収容器内の蒸気状作動媒体の凝縮を達成するために特に有利である。バッフルプレートにより、作動媒体の蒸気は外部への長く間接的な経路を有する。さらに、蒸気は既に回収された液体を通って流れる。流れに乗って運ばれている液滴を分離する異なるタイプの技術的手段も好ましい。当業者には、発明技能を行使することなく、蒸気から液滴を分離する他の可能性が既知である。

本発明の観点では、収着装置は、吸着機、特に吸着式冷却機又は吸着ヒートポンプとすることができる。本発明の観点では、収着装置は吸収機とすることもできる。不活性ガス除去及びそれに関連する作動媒体の損失の問題は、収着プロセスの主要な問題である。したがって、上記容器は、吸着システム及び吸収システムの双方に用いることができることが有利である。回収容器は汎用的に用いることができ、種々のシステム形態に適合することができることは全く驚くべきことであった。回収容器は単室システムに用いることができるが、２室以上を有するシステムにも用いることができることが有利である。さらに、他のタイプの収着機に単純かつ迅速に適合することができる。このために、この機械はいかなる装置関連の変更も実質的に必要としない。本発明の観点では、システム形態とは、収着装置の形態、すなわち、例えば、収着装置のコンポーネントの内部の油圧配線、コンポーネントの内部の冷媒側配線、又は収着装置の変更された基本構造（すなわち、吸着器の数、蒸発器の動作、凝縮器の動作等）を指すことが好ましい。

吸着式冷却機は、少なくとも、吸着器及び脱着器、及び／又は、吸着器／脱着器ユニット、蒸発器、凝縮器、及び／又は、組み合わされた蒸発器／凝縮器ユニットを備える。これらは共通のコンテナ又は別個のコンテナに収容され、さらに、冷媒の流れのためにパイプ等によって互いに接続される。従来のヒートポンプ技術と比較した収着機の利点は、吸着／脱着のプロセスが収着剤を温度調整するだけで実行されることにある。したがって、吸着機のコンテナは密封式かつガス密式にシールすることができる。冷媒として例えば水を使用することは、吸着式冷却機が真空範囲において動作することが好ましいことを意味する。

吸着機内で起こる吸着は、ガス状作動媒体、好ましくは冷媒（例えば水蒸気）が固体上に蓄積する物理的プロセスを示している。冷媒の脱着、すなわち、上記固体からの冷媒の放出は、更にエネルギーを必要とする。吸着式冷却機において、冷媒は、低温かつ低圧で熱を奪い、より高温かつより高圧で熱を放ち、この冷媒は、吸着又は脱着が凝集状態の変化を伴うように選択される。従来技術は、吸着剤として、細孔を有し、したがって非常に広い内面積を有する物質を記載している。有利な物質は、活性炭、ゼオライト、酸化アルミニウム若しくはシリカゲル、リン酸アルミニウム、シリカリン酸アルミニウム、金属シリカリン酸アルミニウム、メソ構造ケイ酸塩（mesostructure silicates）、有機金属構造体（organometallicbackbones）、及び／又は、微孔性ポリマーを含む微孔性材料である。吸着材料は、種々の方法で、すなわち、充填、接着、及び／又は結晶化によって適用することができることが有利である。これらの種々のタイプの適用によって、吸着機は種々の要件に適合することができる。したがって、この機械は場所又は冷媒に適合することができる。さらに、吸着材料の層の厚さは吸着機の性能にとって重大な要因である。

回収容器は、金属及び／又はプラスチックから作製されることが好ましい。この結果として、作動媒体を回収する低コストの回収容器を提供することができ、この回収容器は、高くかつ変動する圧力及び温度に耐えることもできることがわかっている。

ここでは回収容器は既存の収着ユニットに接続することができる。回収容器は不活性ガストラップ（トラップとも呼ばれる）に接続されることが好ましい。しかし、回収容器は収着装置の一部又は真空の一部とすることもでき、この部分は例えば隔壁によって区切られる。

回収容器のサイズは、その機能にとって重要ではなく、空にするプロセスの頻度のみを決定する。

回収容器の形状は、流入した作動媒体（例えば水）が完全に還流することができるように選択されることが好ましい。例えば漏斗状形状が好ましい。コンテナが円錐形の形状である場合が有利であることができ、実験によって、他の形状のコンテナも機能を果たし、したがってそのような形状のコンテナを用いてもよいことが示されている。

回収容器が開口を有する場合が特に好ましい。この利点は、これにより圧力が周囲空気に対して平衡を保つことが確実になることである。したがって、不活性ガスが作動媒体とともに回収容器に流入する場合、正圧は生じず、凝縮物が吸引又はガイドされて戻る場合、真空圧力は生じない。開口によって、回収容器内の圧力が周囲圧力レベルに常に維持される。

これに関して、開口は可能な限り小さく保たれる場合が好ましい。このようにして、回収容器から全作動媒体を返還することができることが確実になる。これは、唯一の作動媒体損失が、回収容器から周囲環境への蒸発に起因することを意味する。このことは、これに対応して非常に小さい開口を周囲環境に対して設けることによって最小限に抑えられるか又は防止される。

作動媒体が液体形態で返還される場合が特に好ましい。作動媒体の蒸気は回収容器の内面に凝縮することが有利である。凝縮を補助するか又は凝縮を強化するために、向上された凝縮熱の放出が賢明である場合がある。これは以下のように、すなわち、
冷却フィンによって（受動冷却、自然対流）、及び／又は、
ファンによって（能動冷却、強制対流）、及び／又は、
冷熱源（圧縮式冷却機又は収着式冷却機、ペルチェ素子）に接続することによって（また特に、収着装置の蒸発器に接続することによって、又は不活性ガストラップ内の蒸発冷却によって）、及び／又は、
回収容器の熱質量を増加させることによって、
実現されることが有利である。

さらに、収着装置は、連続して配置されるいくつかの回収容器を備えることが好ましい。したがって、本発明はいくつかの段階で実施することもでき、それにより、複数の回収容器が連続して接続されるか、又は複数の不活性ガストラップが１つ若しくは複数の回収容器に直列若しくは並列で接続される。この実施形態は、不活性ガスの特に効果的な除去を可能にし、同時に、ともに出ていく作動媒体の略完全な回収を伴う。

更なる好ましい一実施形態において、本発明は、上述の収着装置の収着プロセスによって作動媒体を回収する方法に関する。不活性ガスの除去中に漏れ出た作動媒体は、回収容器において回収され、回収容器から、収着装置の異なる部分に返還される。

ここでは回収容器が周囲圧力下にある場合が好ましい。このようにして、不活性ガスは回収容器の開口を介して漏出することができることが確実になる。

本方法は、以下のステップ、すなわち、
ａ．蒸気状作動媒体を脱着器又は脱着器ユニットから凝縮器に導入するステップであって、作動媒体は凝縮器において少なくとも部分的に凝縮し、不活性ガスは凝縮器において回収される、ステップと、
ｂ．凝縮器内の圧力を好ましくは加熱によって上昇させるステップと、
ｃ．凝縮器と回収容器との間に設けられるスロットル部材を開放するステップであって、それにより、不活性ガス及び作動媒体は凝縮器から回収容器に流れる、ステップと、
ｄ．回収容器において作動媒体を回収するステップと、
ｅ．作動媒体を収着装置の回収容器とは異なる部分に返還するステップと、
を含むことが好ましい。

従来技術において、作動媒体は不活性ガスとともに周囲環境に流出する。通常の目的は、不活性ガスとともに流出する作動媒体が可能な限り少ないことを確実にすることによって、作動媒体の損失を最小限に抑えることであった。しかし、本発明は異なる方法でこの問題を解決する。ここでは、作動媒体は回収容器において回収されるので、作動媒体が流出することが好ましい。作動媒体が返還されることが確実である限り、システムは作動媒体をいっさい失わない。

ステップｂにおける凝縮器の加熱の結果、圧力が上昇し、それにより、スロットル部材が開放されると不活性ガスが回収容器に流出することができる。

不活性ガストラップを備える収着装置を用いる場合、本方法は、以下のステップ、すなわち、
（ｉ）不活性ガストラップを、冷却素子を用いて、凝縮器の温度よりも低いか、凝縮器の温度と同じか又は近似の温度に冷却するステップと、
（ｉｉ）脱着器又は脱着ユニットから凝縮器に蒸気状作動媒体を導入するステップであって、凝縮器内の作動媒体は少なくとも部分的に凝縮し、不活性ガスは凝縮器において回収される、ステップと、
（ｉｉｉ）凝縮器と不活性ガストラップとの間に設けられるスロットル部材を開放するステップであって、それにより、不活性ガス及び蒸気状作動媒体を通って凝縮器から不活性ガストラップに流入する、ステップと、
（ｉｖ）不活性ガストラップを加熱するステップと、
（ｖ）不活性ガストラップと回収容器との間に設けられるスロットル部材を開放するステップであって、不活性ガス及び作動媒体はスロットル部材を通って不活性ガストラップから回収容器に流出する、ステップと、
（ｖｉ）回収容器において作動媒体を回収するステップと、
（ｖｉｉ）作動媒体を収着装置の回収容器とは異なる部分に返還するステップと、
を含むことが好ましい。

これらのステップは実質的に同様である。しかし、ここでは不活性ガスはまず不活性ガストラップ内にガイドされる。次に、このトラップにおいて、圧力が加熱によって上昇し、それにより、スロットル部材が開放されると不活性ガスが回収容器から流出することができる。

作動媒体は、回収容器から不活性ガストラップ又は凝縮器内に戻るように通過することが好ましい。例えば真空圧力による逆吸引（return suction）によって、このような返還を達成することができる。

双方の場合において、本質的な方法ステップは以下のように示すことができる。
作動媒体が不活性ガストラップ又は凝縮器から流出する。この流出する作動媒体は、液滴形態で又は蒸気として存在することができる。これらの液滴又は蒸気は回収容器によって回収され、この回収容器において蒸気が凝縮する。或る特定の時間後、作動媒体は収着装置内にガイドされて戻る。或る特定の量の作動媒体が回収容器に達すると、このような返還が起こることが好ましい。これは、例えば、回収容器内に存在する作動媒体の量が計測されるか、或る特定の時間間隔（すなわちサイクル）で返還が達成されるように実行することができる。これらの時間間隔は、不活性ガストラップの動作モードと同期することができる。

この回収容器において、不活性ガスが流出するとき、不活性ガスとともに自動的に流出する作動媒体（好ましくは冷媒、特に好ましくは水）が回収される。作動媒体は、液滴又は蒸気の形態で回収することができ、その後、この蒸気は回収容器において凝縮する。第２のステップにおいて、水はその後、収着システム内に返還される。

返還の際、空気及び／又は不活性ガスも吸引されるか、又は、システム内、とりわけ凝縮器若しくは不活性ガストラップ内に入る可能性があるか、更にはそれが非常に起こりやすい。しかし、不活性ガスは作動媒体が返還されるよりも頻繁に排出されるため、これは不都合点にはならない。例えば、不活性ガスの流出が１０回起こり得るとともに、その後、作動媒体の返還が１回起こり得る。その結果、９倍の不活性ガスの「純流出」が起こることになる。

このようにして、作動媒体は複数の不活性ガス除去手順によって回収される。好ましい回収容器は、従来技術から既知の種々の収着機と適合性があり、汎用的に用いることができる。吸引された空気は、作動媒体が返還された後、従来の方法を用いて直接的に除去することができるか、又は、システム内に留まってもよく、特に、新たに発生する不活性ガスとともに徐々に除去することができる。後者の可能性は、吸引される空気が最小限であり、かつ除去される不活性ガスと吸引される空気との間の比が正である場合にのみ適用されることが好ましい。

吸引される空気の量は、特に、作動媒体が返還される収着装置の部分（例えば、凝縮器又は不活性ガストラップ）と、周囲空気との間の圧力差に応じる。室温において、不活性ガストラップの圧力は例えば約５０ｍｂａｒとなり、一方、周囲圧力は１０００ｍｂａｒである。９５０ｍｂａｒの圧力差により、スロットル部材が開放される場合、作動媒体が回収容器から吸い出されることにつながる。しかし、この比較的高い圧力差の場合、大量の空気も吸引される。

したがって、作動媒体が流入する収着装置の部分、すなわち、例えば不活性ガストラップは、加熱される場合が好ましい。しかし、この場合、或る特定の量の真空圧力がまだ残っており、そのため、この真空圧力によって作動媒体を返還することができることが有利であることを考慮する必要がある。しかし、他の返還方法も考えられる。

作動媒体が返還される収着装置の部分、すなわち、例えば不活性ガストラップを、５０℃〜９０℃、特に好ましくは８０℃に加熱することが特に有利であることがわかっている。結果として、圧力は約９００ｍｂａｒに上昇する。これは、周囲圧力との圧力差が、９５０ｍｂａｒに代わってたったの約１００ｍｂａｒになることを意味する。

作動媒体が返還される収着装置の部分、すなわち、例えば、不活性ガストラップ又は凝縮器に、圧力センサーが設けられる場合が特に好ましい。このセンサーは、スロットル部材の開放に起因する圧力上昇を検出する。圧力補償が起こる場合、作動媒体は完全に又は略完全に返還される。この実施形態は、返還が完了した場合、単純な方法で確認することができるため特に有利である。

特に、回収容器、又は、不活性ガストラップの作動媒体、特に冷媒のための領域が設けられ、これは、不活性ガストラップ、又は、収着機、好ましくは吸着機、また特に好ましくは吸着式冷却機のシステムに接続される。

更なる好ましい一実施形態において、本発明は、収着プロセスにおいて作動媒体を回収及び返還する上述の回収容器の使用に関する。回収容器は収着ユニットに取り付けられ、作動媒体は、不活性ガスの除去中に収着ユニットから回収容器に流入し、流出する作動媒体は収着ユニット内に返還される。

収着ユニットという用語は、回収容器を伴わない収着装置を指すことが好ましい。当業者には、収着プロセスを実行することを可能にするために、そのような収着ユニットに含まれる必要があるコンポーネントが既知である。

本発明の１つの利点は、ここでは、回収容器を既存の収着ユニットに接続することができることである。回収容器は不活性ガストラップに接続されることが好ましい。

回収容器は単純で低コストの装置であり、より旧式の収着ユニットにも後付けする（retrofitted）ことができる。ここでは、好ましい回収容器を取り外すことができる場合が特に有利である。

回収容器が吸着式冷却機に接続される、回収容器の使用が特に好ましい。そのような収着装置の使用は、このようにして大量の作動媒体を節約することができるため特に有利であることがわかっている。

本発明は例示的な図面によって説明されるが、回収容器及びシステムの実施形態は概略的な形態でのみ示されているため、それに限定されない。とりわけ、図面は、別個の不活性ガストラップに別個の回収容器がある変形形態のみを示している。しかし、一方又は双方の要素を収着装置に設置することもできる。さらに、図面は、収着装置の全体を示していない。

スロットル部材２に接続されている好ましい回収容器１の図である。 スロットル部材２を介して凝縮器３に接続されている好ましい回収容器１の図である。 不活性ガストラップ４を介して凝縮器３に接続されている好ましい回収容器１の図である。これに関して、スロットル部材２は回収容器１と不活性ガストラップ４との間に設けられ、更なるスロットル部材２は不活性ガストラップ４と凝縮器３との間に位置する。

１ 回収容器
２ スロットル部材
３ 凝縮器
４ 不活性ガストラップ

Claims (17)

1. 収着装置であって、該収着装置は、少なくとも１つの回収容器と、凝縮器と、脱着器と、作動媒体とを備え、前記回収容器は、前記凝縮器に直接又は間接的に接続され、少なくとも１つのスロットル部材が前記回収容器と前記凝縮器との間に設けられ、
   不活性ガスの流出中に漏出する作動媒体は、前記回収容器において回収され、
   前記作動媒体は、前記回収容器から、該収着装置の前記回収容器とは異なる部分に返還することができる、収着装置。
2. 前記収着装置は、不活性ガストラップを更に備え、前記回収容器は、前記不活性ガストラップを介して前記凝縮器に接続される、請求項１に記載の収着装置。
3. 第１のスロットル部材が前記不活性ガストラップと前記回収容器との間に設けられ、第２のスロットル部材が前記凝縮器と前記不活性ガストラップとの間に設けられる、請求項２に記載の収着装置。
4. 前記回収容器は、内部バッフルプレートを備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の収着装置。
5. 前記収着装置は、吸着装置、好ましくは吸着式冷却機である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の収着装置。
6. 前記回収容器は、少なくとも１つの開口を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の収着装置。
7. 前記収着装置は、連続して配置される複数の回収容器を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の収着装置。
8. 前記回収容器は、金属及び／又はプラスチックから作製される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の収着装置。
9. 前記回収容器は、冷媒源及び／又は冷却フィンを備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の収着装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の収着装置の収着プロセスにおいて作動媒体を回収する方法であって、
    不活性ガスの前記除去中に漏れ出た作動媒体は、前記回収容器において回収され、該回収容器から、前記収着装置の前記回収容器とは異なる部分に返還される、方法。
11. 前記方法は、以下のステップ、すなわち、
    ａ．前記脱着器から前記凝縮器に蒸気状作動媒体を導入するステップであって、前記作動媒体は前記凝縮器において少なくとも部分的に凝縮し、前記不活性ガスは前記凝縮器において回収される、ステップと、
    ｂ．前記凝縮器内の圧力を好ましくは加熱によって上昇させるステップと、
    ｃ．前記凝縮器と前記回収容器との間に設けられるスロットル部材を開放するステップであって、前記不活性ガス及び前記作動媒体は前記凝縮器から前記回収容器に流れる、ステップと、
    ｄ．前記回収容器において前記作動媒体を回収するステップと、
    ｅ．前記作動媒体を前記収着装置の前記回収容器とは異なる部分に返還するステップと、
    を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記回収容器は不活性ガストラップを介して前記凝縮器に接続され、前記方法は、以下のステップ、すなわち、
    （ｉ）前記不活性ガストラップを、冷却素子を用いて、前記凝縮器の温度よりも低いか、該凝縮器の該温度と同じか又は近似の温度に冷却するステップと、
    （ｉｉ）蒸気状作動媒体を前記脱着器又は前記脱着器ユニットから前記凝縮器に導入するステップであって、前記作動媒体は前記凝縮器において少なくとも部分的に凝縮し、前記不活性ガスは前記凝縮器において回収される、ステップと、
    （ｉｉｉ）前記凝縮器と前記不活性ガストラップとの間に設けられる前記スロットル部材を開放するステップであって、前記不活性ガス及び前記蒸気状作動媒体は前記凝縮器から前記不活性ガストラップに流入する、ステップと、
    （ｉｖ）前記不活性ガストラップを加熱するステップと、
    （ｖ）前記不活性ガストラップと前記回収容器との間に設けられる前記スロットル部材を開放するステップであって、前記不活性ガス及び前記作動媒体は前記スロットル部材を通って前記不活性ガストラップから前記回収容器に流出する、ステップと、
    （ｖｉ）前記回収容器において前記作動媒体を回収するステップと、
    （ｖｉｉ）前記作動媒体を前記収着装置の前記回収容器とは異なる部分に返還するステップと、
    を含む、請求項１０に記載の方法。
13. 収着プロセスにおいて作動媒体を回収及び返還する回収容器の使用であって、
    前記回収容器は収着ユニットに取り付けられ、前記作動媒体は、不活性ガスの除去中に前記収着ユニットから前記回収容器に流入し、
    流出する前記作動媒体は前記収着ユニット内に返還される、使用。
14. 前記作動媒体は液体形態で返還される、請求項１３に記載の使用。
15. 前記作動媒体は前記回収容器において凝縮する、請求項１３又は１４に記載の使用。
16. 前記回収容器は前記収着ユニットの不活性ガストラップに接続される、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の使用。
17. 前記作動媒体は真空圧力によって吸引されて戻る、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の使用。

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