JP3133622B2 - 冷媒回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、冷凍機、空調機、
若しくは、半導体製造装置等の被回収装置から、不要に
なった冷媒を回収する冷媒回収装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】冷凍機や空調機にて冷媒として使用され
るフロンガスは、地球オゾン層を破壊する問題があり、
そのため、近年では例えば特開平５−２８０８３５号公
報（Ｆ２５Ｂ４３／０２）に示されるような冷媒回収装
置を用い、係る冷凍機等において不要となった冷媒を大
気中に放散させること無く、回収するようになって来て
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、冷凍機等か
ら吸引した冷媒は、冷媒回収装置内に設けられた圧縮機
にて加圧した後、熱交換器にて液化し、回収容器（ボン
ベ等）に回収するものであるが、冷凍機等からは冷媒と
共に多量のオイルも取り込んでしまう。そのため、上記
公報では圧縮機の前段に複数台のオイルセパレーターを
設置して、圧縮機内へのオイルの流入を防いでいるが、
完全に分離することは極めて困難である。

【０００４】オイルセパレーターにて分離出来なかった
オイルは、圧縮機に流入して内部に貯留されることにな
るが、このオイルの量が必要以上に多くなると、圧縮機
内における負荷が大きくなり、故障を引き起こす問題が
ある。そのため、従来では圧縮機のケースに覗き窓を取
り付け、圧縮機内のオイルレベルを確認できるように
し、オイルレベルが必要以上に増加している場合には、
パージ弁等を開いて排出するようにしていたが、既存の
圧縮機自体への覗き窓の取り付けと云う大がかりな改造
が必要となるため、コストの高騰を引き起こす問題があ
った。

【０００５】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、圧縮機の適正オイルレベ
ルを容易に維持でき、オイル過多による圧縮機の損傷発
生を未然に回避することができる冷媒回収装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の冷媒回収装置
は、デスーパヒート方式の冷媒加圧用圧縮機と、冷媒凝
縮用の熱交換器等とを順次配管接続して成り、被回収装
置から不要冷媒を回収するものであって、圧縮機のデス
ーパ出口及び入口を圧縮機の適正オイルレベル付近若し
くはそれ以下の位置に設定すると共に、デスーパ出口及
び入口を短絡し、且つ、これらデスーパ出口或いは入口
に連通した排油用のバルブを適正オイルレベル付近に位
置して取り付けたものである。

【０００７】本発明の冷媒回収装置によれば、デスーパ
ヒート方式の圧縮機のデスーパ出口及び入口を圧縮機の
適正オイルレベル付近若しくはそれ以下の位置に設定す
ると共に、デスーパ出口及び入口を短絡し、且つ、これ
らデスーパ出口或いは入口に連通した排油用のバルブを
圧縮機の適正オイルレベル付近に位置して取り付けたの
で、同様に必要以上のオイルが圧縮機内に貯留されてい
る場合には、このバルブを開くだけでデスーパ出口或い
は入口を経て増加分のオイルをバルブから排出し、適正
値まで低下させることができる。従って、前述同様極め
て容易に圧縮機の適正オイルレベルを維持することがで
きるようになると共に、覗き窓を圧縮機 に取り付ける必
要が無くなり、且つ、デスーパ出口或いは入口を兼用し
てバルブを取り付けられるので、コストの著しい低減を
図ることが可能となる。

【０００８】特にこの場合、圧縮機のデスーパ出口及び
入口を短絡しているので、圧縮機が停止した後、迅速に
圧縮機内部のオイルレベル及び圧力差を均一化させるこ
とができるようになる。従って、圧縮機内におけるオイ
ルの偏りによる故障の発生を防止し、圧力差による始動
性の悪化を改善することができると共に、上記排油作業
も円滑に進めることができるようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】 次に、図面に基づいて本発明の実
施例を詳述する。図１は本発明の冷媒回収装置１の斜視
図（回収側ボンベＢを除く）、図２は本発明の冷媒回収
装置１の圧縮機１６の縦断側面図、図３は本発明の冷媒
回収装置１の本体２内に設置される冷媒回収機３の構成
図、図４は冷媒回収作業中の圧縮機１６内のオイルレベ
ルを示す図、図５は停止中の圧縮機１６内の適正オイル
レベルを示す図である。

【００１０】本発明の冷媒回収装置１は、何れも鋼パイ
プを略コ字状に屈曲して成る水平フレーム６及び垂直フ
レーム７と、本体２と、車輪８、計量台９及び回収側ボ
ンベＢとから成る。尚、この回収側ボンベＢは通常別体
で取り扱われ、後述する回収作業時に本体２の冷媒回収
機３に接続して使用されるものである。

【００１１】本体２は立方体状のケース１４内に図３の
冷媒回収機３を収納して成り、このケース１４は両フレ
ーム６、７が作る隅角部の内側に位置して各フレーム
６、７に固定されている。図３の冷媒回収機３を構成す
る圧縮機１６、吸込式のファン１７及び熱交換器１８
は、ケース１４の水平フレーム６側の壁上に並設されて
おり、冷媒回収機３を構成する他の部品はその上方のケ
ース１４の壁の垂直フレーム７側に固定されている。

【００１２】更に、回転軸８Ａ側の隅部に対角線上で対
向するケース１４内隅部には、図３に示す制御装置２２
が収納されており、その図示しないスイッチ等はケース
１４の天壁１４Ａ上に配置されている。また、後述する
接続口Ｃ１〜Ｃ３もケース１４の天壁１４Ａ上に配置さ
れる。

【００１３】ケース１４の水平フレーム６先端側には前
記計量台９が配置され、水平フレーム６に沿ってそれに
固定されている。この計量台９側のケース１４の側壁１
４Ｃ側に前記熱交換器１８は配置され、前記ファン１７
はその回転軸８Ａ側に対向されている。また、側壁１４
Ｃには、熱交換器１８に対応して吸気孔２４が穿設され
ており、更に、側壁１４Ｃの上部には回収側ボンベＢの
背もたれとなる断面略Ｌ字状の当接板１２が取り付けら
れている。

【００１４】この当接板１２内には一端を側壁１４Ｃに
回動自在に枢支されたボンベ検知アーム１３が収納され
ている。このボンベ検知アーム１３の先端には図示しな
い磁石が取り付けられ、基部側の側壁１４Ｃには図３に
示す検知スイッチ２６が取り付けられている。そして、
上記磁石を計量台９に載せた回収側ボンベＢに吸着させ
た場合の当該ボンベ検知アーム１３の角度により、前記
検知スイッチ２６が開閉すると共に、この検知スイッチ
２６は前記制御装置２２に接続されている。

【００１５】一方、前記圧縮機１６はデスーパヒート方
式の横型回転（ロータリー）圧縮機であり、図２に示す
如く密閉容器１００内に電動機１０１と、この電動機１
０１の駆動軸１０２により駆動される圧縮部１０３とを
収納して構成されている。電動機１０１は固定子１０６
と、前記駆動軸１０２が固定された回転子１０７とで構
成されており、固定子１０６には固定子巻線１０８が取
り付けられている。

【００１６】前記圧縮部１０３は、シリンダ１１１と、
駆動軸１０２の偏心部１１２によってシリンダ１１１内
を回転するローラ１１３とで構成されている。また、係
る圧縮部１０３と電動機１０１の間にはオイル隔壁１１
４が設けられている。そして、圧縮機１６はその圧縮部
１０３を前記回転軸８Ａ側としてケース１４の底壁上に
設置されている。

【００１７】圧縮機１６のケース１００には、当該ケー
ス１００内に連通した冷媒吐出口１１６と、前記圧縮部
１０３に連通した冷媒吸込口１１７が形成されており、
それぞれには吐出配管１１８及び吸込配管１１９が溶接
固定されてケース１００外に引き出されている。この吐
出配管１１８の先端には接続具としてのフレアナット１
２４（例えば雄側）が取り付けられており、吸込配管１
１９の先端に接続具としてのフレアナット１２６（例え
ば雌側）が取り付けられている。尚、図２では後述する
逆止弁４０、安全弁４３等を説明のため削除している。

【００１８】また、圧縮機１６の適正オイルレベル付近
となるケース１００の所定の高さの位置には、前記圧縮
部１０３に連通したデスーパ出口１２１と、ケース１０
０内に連通したデスーパ入口１２２が形成されており、
このデスーパ出１２１とデスーパ入口１２２は極力短い
短絡配管１２３にて短絡されている。尚、デスーパ出口
１２１とデスーパ入口１２２の位置は圧縮機１６の適正
オイルレベル以下の位置に形成しても良い。

【００１９】更に、この短絡配管１２３のデスーパ入口
１２２側の中途部には、このデスーパ入口１２２と同じ
高さの位置（即ち、圧縮機１６の適正オイルレベル付
近）に排油用のバルブ１３１を取り付けている。尚、１
３２はバルブ１３１から排出されたオイルを受ける廃油
容器である。

【００２０】次に、冷媒回収機３は図３に示す如き構成
とされている。即ち、冷媒回収機３は、前記圧縮機１
６、ファン１７、熱交換器１８、接続口Ｃ１〜Ｃ３、電
磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４、オイルセパレーター３４、３５、
アキュムレーター３６、気化用のキャピラリチューブ３
７、液化用のキャピラリチューブ３８、逆止弁３９、４
０、４１、ストレーナー４２及び安全弁４３とから構成
されている。前記接続口Ｃ１は、ストレーナー４２を介
して配管４７に接続されており、配管４７から分岐した
配管４６により電磁弁ＳＶ１に接続され、電磁弁ＳＶ１
の出口は逆止弁３９を介して接続口Ｃ３に接続されてい
る。尚、逆止弁３９は接続口Ｃ３側が順方向である。そ
して、これら配管４６、電磁弁ＳＶ１及び逆止弁３９に
て液冷媒バイパス回路４５が構成されている。

【００２１】また、配管４７は電磁弁ＳＶ２を介してキ
ャピラリチューブ３７の入口側に接続されており、キャ
ピラリチューブ３７の出口側の配管４８は熱交換器１８
内を経てオイルセパレーター３４に接続されている。こ
のオイルセパレーター３４の冷媒出口側の配管４９はア
キュムレーター３６及び逆止弁４０を経て圧縮機１６の
吸入配管１１９に接続される。この場合、上記アキュム
レーター３６の出口側の配管１３３の端部には接続具と
してのフレアナット１３４（雄側）が取り付けられてお
り、このフレアナット１３４と吸込配管１１９のフレア
ナット１２６を着脱可能に接続する。

【００２２】尚、前記逆止弁４０の入口側と圧縮機１６
の吐出側間は電磁弁ＳＶ４が接続された配管５１にて連
通されている。そして、逆止弁４０は圧縮機１６の吸入
口１１７側が順方向である。

【００２３】そして、上記圧縮機１６の吐出配管１１８
はオイルセパレーター３５の冷媒入口側の配管１３６に
接続される。この場合、上記オイルセパレーター３５の
冷媒入口側の配管１３６の端部には接続具としてのフレ
アナット１３７（雌側）が取り付けられており、このフ
レアナット１３７と吐出配管１１８のフレアナット１２
４を着脱可能に接続する。このように、圧縮機１６の吐
出配管１１８と吸込配管１１９は着脱自在のフレアナッ
ト１２４、１２６にて他の配管に接続されるので、圧縮
機１６が故障して交換する際等には配管を溶接する必要
がなくなり、メンテナンス作業が著しく容易となる。

【００２４】前記オイルセパレーター３５の冷媒出口側
の配管５２は、熱交換器１８を経てキャピラリチューブ
３８に接続され、キャピラリチューブ３８の出口は逆止
弁４１を介して前記液冷媒バイパス回路４５と合流し、
共に接続口Ｃ３に接続されている。この逆止弁４１も接
続口Ｃ３側が順方向である。また、オイルセパレーター
３５の油出口側の配管５４は逆止弁４０の入口側に接続
されている。以上のストレーナー４２、配管４７から逆
止弁４１までが主回収回路５５となる。

【００２５】また、接続口Ｃ２は電磁弁ＳＶ３が接続さ
れた減圧用配管５６にてキャピラリチューブ３７の入口
側に接続されており、安全弁４３は前記圧縮機１６の吐
出側に連結されている。更に、５７はオイルセパレータ
ー３５の油回収用の弁である。尚、接続口Ｃ１は被回収
装置に接続され、接続口Ｃ２は二口の回収側ボンベＢの
一方の接続口Ｂ１に接続されると共に、接続口Ｃ３は回
収側ボンベＢの他方の接続口Ｂ２に接続されることにな
る。

【００２６】以上の構成で、次に本発明の冷媒回収装置
１による冷媒回収作業につき説明する。尚、バルブ１３
１は閉じているものとする。先ず、冷媒回収装置１の水
平フレーム６を水平方向として圧縮機１６を正規の設置
状態とする。この状態で接続口Ｃ１にゴムホース６１を
介し、被回収装置としての図示しない冷凍機等のコンデ
ンシングユニットを連通接続する。また、回収側ボンベ
Ｂを計量台９上に載せ、その接続口Ｂ１をゴムホース６
２により接続口Ｃ２に連通接続し、接続口Ｂ２をゴムホ
ース６３により接続口Ｃ３に連通接続する。また、回収
側ボンベＢには図示しないチェーンを巻き、これをケー
ス１４の側壁１４Ｃのフック６７、６７に掛けることに
よって転倒を防止すると共に、前記ボンベ検知アーム１
３を回動させて立ち上げ、先端の磁石を回収側ボンベＢ
に吸着させる。

【００２７】その後、冷媒回収装置１の電源を投入す
る。このとき、制御装置２２は検知スイッチ２６によ
り、ボンベＢの大きさ（高さ寸法）を検知しており、指
定の大きさのボンベであれば圧縮機１６の運転を許容す
るが、指定の大きさよりも小さいボンベの場合には、圧
縮機１６の運転を禁止する。それによって、指定よりも
小さいボンベを使用した冷媒回収作業を禁止して、回収
側ボンベに冷媒が過充填されることによるボンベその他
の機器の破損事故の発生を未然に回避する。

【００２８】次に、制御装置２２は先ず電磁弁ＳＶ４を
開き、圧縮機１６の吐出側と吸入側の圧力差の均等化を
図り、圧縮機１６の起動負荷を軽減する。その後、３〜
５秒経過してから制御装置２２はＳＶ４を閉じた後、圧
縮機１６及びファン１７を起動する。ここで、当初電磁
弁ＳＶ２は閉じており、電磁弁ＳＶ１とＳＶ３は開く。
これによって、前記コンデンシングユニット（被回収装
置）と回収側ボンベＢはストレーナー４２、配管４６、
電磁弁ＳＶ１及び逆止弁３９を介して連通され、コンデ
ンシングユニットと回収側ボンベＢとの圧力差によっ
て、コンデンシングユニット内で液状態となっている冷
媒を回収側ボンベＢの接続口Ｂ２からボンベＢ内に回収
する。

【００２９】一方、圧縮機１６の運転によって電磁弁Ｓ
Ｖ３、配管５６、キャピラリチューブ３７、配管４８、
オイルセパレーター３４、配管４９、アキュムレーター
３６及び逆止弁４０を介して、接続口Ｂ１より回収側ボ
ンベＢ内のガス冷媒を吸引している。従って、回収側ボ
ンベＢ内の圧力は低くなっており、従って、上記液冷媒
の回収が促進される。また、配管５６を経たガス冷媒は
キャピラリチューブ３７を経て（ここで、冷媒中に含ま
れる液分を減圧して気化させる）配管４８に入り、熱交
換器１８、オイルセパレーター３４、アキュムレーター
３６、逆止弁４０を経て吸込口１１７から圧縮機１６に
吸い込まれる。

【００３０】吸い込まれた冷媒は圧縮部１０３で加圧圧
縮された後、デスーパ出口１２１から出て短絡配管１２
３を通り（図３、図４に破線矢印で示す）、デスーパ入
口１２２からケース１００内に戻って吐出口１１６から
吐出され、オイルセパレーター３５を経て配管５２に入
る。

【００３１】配管５２に入った冷媒は熱交換器１８にて
ファン１７により空冷され、キャピラリチューブ３７に
比して抵抗値の大きいキャピラリチューブ３８にて液冷
媒へと状態変化された後、逆止弁４１を経て接続口Ｂ２
より回収側ボンベＢに回収される。

【００３２】ここで、ファン１７は運転されて吸気孔２
４より外気を吸引し、熱交換器１８に流通させるが、吸
気孔２４は計量台９に面しているので、吸引による空気
流は回収側ボンベＢ周囲を通過することになる。従っ
て、回収側ボンベＢの温度上昇が防止され、内部圧力の
上昇が抑制されるので、回収がより迅速に行えるように
なる。また、配管４８に入ったガス冷媒は熱交換器１８
にて配管５２を通る冷媒により加熱されるかたちとなる
ので、冷媒のガス化は促進される。

【００３３】この液冷媒のみの回収は回収側ボンベＢ内
の圧力と前記コンデンシングユニット内の圧力が平衡さ
れた時点で終了する。また、この時点は計量台９による
回収側ボンベＢの重量変化で把握することができる。こ
のように、冷媒回収当初に圧縮機１６を介すること無
く、コンデンシングユニット内の液冷媒をそのまま回収
側ボンベＢに回収するので、冷媒を迅速に回収すること
ができるようになる。また、液冷媒を蒸発させること無
く回収するので、冷媒温度の低下による回収率の低下も
防止できる。

【００３４】係る液冷媒の回収が終了したら、今度は電
磁弁ＳＶ１、ＳＶ３を閉じ、電磁弁ＳＶ２を開く。これ
によって、コンデンシングユニット内でガス状となって
いる冷媒は、圧縮機１６の運転によって電磁弁ＳＶ２、
キャピラリチューブ３７、配管４８、オイルセパレータ
ー３４、配管４９、アキュムレーター３６及び逆止弁４
０を介して、圧縮機１６に吸引される。

【００３５】これによって吸引されたガス冷媒は、キャ
ピラリチューブ３７を経て（ここで、冷媒中に含まれる
液分を減圧して気化させる）配管４８に入り、前述同様
に熱交換器１８を介してオイルセパレーター３４に入
る。ここで、冷媒中に含まれるオイルの大部分が分離さ
れ、ガス冷媒のみがアキュムレーター３６、逆止弁４０
を経て圧縮機１６に吸い込まれる。吸い込まれた冷媒は
前述同様に加圧圧縮された後、オイルセパレーター３５
に入る。そして、ここで圧縮機１６のオイルが分離さ
れ、その後ガス冷媒のみが配管５２に入る。

【００３６】配管５２に入った冷媒は同様に熱交換器１
８にてファン１７により空冷され、抵抗値の大きいキャ
ピラリチューブ３８にて液冷媒へと状態変化された後、
逆止弁４１他を経て接続口Ｂ２より回収側ボンベＢに回
収される。

【００３７】ここで、図４のケース１００内にハッチン
グで示すのは運転中の圧縮機１６内のオイルレベルであ
る。ここで、圧縮部１０３のシリンダ１１１とローラ１
１３との間のシール性を確保するためには、圧縮部１０
３はオイル面にある程度没していなければならないが、
横型回転圧縮機の場合、運転時に圧力差によって図４に
示す如く圧縮部１０３にオイルが集まるように構成され
ている。

【００３８】また、前記コンデンシングユニット（被回
収装置）から吸引された冷媒中のオイルは前記オイルセ
パレーター３４にて分離されるものの、分離し切れなか
ったオイルは圧縮機１６に吸い込まれ、内部に溜まり込
む。それによって、圧縮機１６内のオイルの量が必要以
上に多くなると、圧縮機１６内における負荷が大きくな
り、故障を引き起こす。

【００３９】そこで、冷媒回収作業を始める前、或いは
作業後の圧縮機１６の停止状態において、バルブ１３１
を開く。ここで、バルブ１３１は圧縮機１６の適正オイ
ルレベル付近に位置して取り付けられているので、必要
以上のオイルが圧縮機１６のケース１００内に貯留され
ている場合には、デスーパ出口１２１から短絡配管１２
３を通り、或いはデスーパ入口１２２を経てこの増加分
のオイルがバルブ１３１から排出され、圧縮機１６内の
オイルレベルは図５にハッチングで示す適正値まで低下
する。

【００４０】従って、極めて容易に圧縮機１６の適正オ
イルレベルを維持することができるようになると共に、
従来の如き覗き窓を圧縮機１６に取り付ける必要が無く
なる。また、デスーパ出口１２１或いは入口１２２を兼
用してバルブ１３１を取り付けられるので、コストの著
しい低減を図ることが可能となる。

【００４１】特にこの場合、圧縮機１６のデスーパ出口
１２１及び入口１２２を短絡配管１２３により短絡して
いるので、圧縮機１６が停止した後、迅速に圧縮機１６
内部のオイルレベル及び圧力差を均一化させることがで
きるようになる。従って、圧縮機１６内におけるオイル
の偏りによる故障の発生を防止し、圧力差による始動性
の悪化を改善することができると共に、上記排油作業も
円滑に進めることができるようになる。尚、排出された
オイルは廃油容器１３２内に収容される。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、デス
ーパヒート方式の圧縮機のデスーパ出口及び入口を圧縮
機の適正オイルレベル付近若しくはそれ以下の位置に設
定すると共に、デスーパ出口及び入口を短絡し、且つ、
これらデスーパ出口或いは入口に連通した排油用のバル
ブを圧縮機の適正オイルレベル付近に位置して取り付け
たので、同様に必要以上のオイルが圧縮機内に貯留され
ている場合には、このバルブを開くだけでデスーパ出口
或いは入口を経て増加分のオイルをバルブから排出し、
適正値まで低下させることができる。従って、前述同様
極めて容易に圧縮機の適正オイルレベルを維持すること
ができるようになると共に、覗き窓を圧縮機に取り付け
る必要が無くなり、且つ、デスーパ出口或いは入口を兼
用してバルブを取り付けられるので、コストの著しい低
減を図ることが可能となる。

【００４３】特にこの場合、圧縮機のデスーパ出口及び
入口を短絡しているので、圧縮機が停止した後、迅速に
圧縮機内部のオイルレベル及び圧力差を均一化させるこ
とができるようになる。従って、圧縮機内におけるオイ
ルの偏りによる故障の発生を防止し、圧力差による始動
性の悪化を改善することができると共に、上記排油作業
も円滑に進めることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷媒回収装置の斜視図である。

【図２】本発明の冷媒回収装置の圧縮機の縦断側面図で
ある。

【図３】本発明の冷媒回収装置の本体内に設置される冷
媒回収機の構成図である。

【図４】本発明の冷媒回収装置の圧縮機の運転中のオイ
ルレベルを示す図である。

【図５】本発明の冷媒回収装置の圧縮機の停止中におけ
る適正オイルレベルを示す図である。

【符号の説明】

１ 冷媒回収装置 ３ 冷媒回収機 １６ 圧縮機 ２２ 制御装置 １０３ 圧縮部 １１６ 吐出口 １１７ 吸込口 １２１ デスーパ出口 １２２ デスーパ入口 １２３ 短絡配管 １２４、１２６ フレアナット １３１ バルブ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−105180（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−29283（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−66764（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 45/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デスーパヒート方式の冷媒加圧用圧縮機
   と、冷媒凝縮用の熱交換器等とを順次配管接続して成
   り、被回収装置から不要冷媒を回収する冷媒回収装置に
   おいて、 前記圧縮機のデスーパ出口及び入口を圧縮機の適正オイ
   ルレベル付近若しくはそれ以下の位置に設定すると共
   に、デスーパ出口及び入口を短絡し、且つ、これらデス
   ーパ出口或いは入口に連通した排油用のバルブを前記適
   正オイルレベル付近に位置して取り付けたことを特徴と
   する冷媒回収装置。