JP3354124B2

JP3354124B2 - 冷凍サイクル等の洗浄装置

Info

Publication number: JP3354124B2
Application number: JP36233799A
Authority: JP
Inventors: 泰治黒河
Original assignee: 泰治黒河
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: JP2001174111A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機、冷蔵
庫、冷凍ショーケース、冷凍機等の冷凍サイクルの系内
を洗浄するのに好適な洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、この種冷凍サイクル
の系内にはＲ11、Ｒ12、Ｒ500 等の冷媒が充填されてい
たが、これら冷媒は特定フロンと総称され、オゾン層を
破壊する原因物質としてその製造が禁止され、近い将来
その使用を禁止することが予定されている。

【０００３】そして、この特定フロンに代えてＨＦＣ
（ハイドロフルオロカーボン）系やＨＣＦＣ（ハイドロ
クロロフルオロカーボン）系等の環境に優しい代替冷媒
と総称される冷媒の使用が推奨されている。

【０００４】しかし、この種冷凍サイクルには、その系
内に冷媒を循環させるために冷媒圧縮機が介装されてお
り、この冷媒圧縮機を潤滑するための冷凍機油が冷媒に
同伴されて冷凍サイクルの系内を循環している。

【０００５】この冷凍機油は冷媒と相溶性が良いものが
選ばれるので、特定フロンを用いる場合にはスニソ油等
の鉱油系の冷凍機油が選ばれるが、代替冷媒を用いる場
合にはエステル、エーテル等の合成油からなる冷凍機油
が選ばれる。

【０００６】既設の冷凍サイクルの系内から特定フロン
を排出して代替冷媒を充填したとき、冷凍サイクルの系
内に鉱油系の冷凍機油が僅かでも残留していると、この
鉱油系の冷凍機油は代替冷媒に対して相溶性がないの
で、冷凍サイクルの系内に介装されている冷媒圧縮機の
潤滑性能が損なわれたり、膨張弁やキャピラリチューブ
等が目詰まりするおそれがある。

【０００７】そこで、既設の冷凍サイクルの系内から特
定フロンを排出した後、代替冷媒を充填するのに先立っ
て系内に残存する鉱油系の冷凍機油や異物を洗浄するた
めに冷凍サイクルの系内をＨＣＦＣ141bやＣＦＣ11等か
らなる液状の洗浄剤を循環させることが提案されたが、
洗浄に時間が掛かるのみならず使用済の洗浄剤を再生す
ることができず、また、使用済の洗浄剤を完全に回収す
ることが難しく、その一部が大気中に放出されるおそれ
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、タンク内に貯留された液状の洗浄剤を冷凍サイ
クル等の被洗浄物に移送する供給管に液ポンプ及び加熱
器を介装するとともに上記加熱器の上流側に不活性ガス
の導入管を接続し、上記被洗浄物を流過した洗浄剤を上
記タンクに戻す戻り管に再生ヒータ及びこの再生ヒータ
の後流側に冷却器を介装するとともに上記被洗浄物の出
口又は上記タンクの入口の戻り管に上記被洗浄物から取
り除けられた異物を捕捉するための第１のフィルタを介
装し、かつ、上記冷却器を流過した洗浄剤を上記タンク
をバイパスして上記液ポンプの上流側の供給管に導入す
るバイパス回路を設けたことを特徴とする冷凍サイクル
の洗浄装にある。

【０００９】他の特徴とするところは、上記再生ヒータ
及び冷却器に対して並列にこれらをバイパスするリター
ン回路を接続し、かつ、上記再生ヒータ及び冷却器を流
過する洗浄剤の流量を調節する手段を設けたことにあ
る。

【００１０】

【００１１】

【００１２】更に他の特徴とするところは、上記冷却器
で洗浄剤から分離された不活性ガスを大気に放出するガ
ス排出管に不活性ガス中に含まれる洗浄剤を捕捉する第
２のフィルタを介装したことにある。

【００１３】

【発明の実施形態】本発明の実施形態が図１示されてい
る。液状の洗浄剤を貯溜するタンク１は冷凍サイクル等
の被洗浄物２と供給管３及び戻り管４により接続されて
閉回路を構成している。

【００１４】供給管３には液ポンプ５、開閉弁６、加熱
器７が被洗浄物２に向かってこの順に介装されている。
そして、この供給管３の開閉弁６の後流側にはボンベ９
のガス管８が接続され、このガス管８の供給管３への接
続端の近傍には開閉弁31が介装されている。

【００１５】戻り管４には第１のフィルタ10、再生ヒー
タ11、冷却器12がタンク１に向かってこの順に介装され
ている。そして、これら再生ヒータ11及び冷却器12に対
して並列にこれらをバイパスするリターン回路14が接続
されている。そして、リターン回路14の入口には開閉弁
28が介装され、再生ヒータ11の入口には流量制御弁29が
介装されている。

【００１６】再生ヒータ11の密閉容器11a 内にはスライ
ダック式ヒータ15が配設され、この密閉容器11a の底部
には冷凍機油の排油管16の基端が接続されている。

【００１７】この排油管16の基部には開閉弁18が介装さ
れ、その後流側には基端より上方に立ち上がるトラップ
17が形成されている。そして、このトラップ17の後流側
にはフィルタ19及び開閉弁20がこの順に介装され、排油
管16の先端は油タンク21内に開口している。

【００１８】冷却器12の密閉容器12a 内には熱交換管12
b が配設され、この管外を冷却水が循環するようになっ
ている。冷却器12の後流側の戻り管４と液ポンプ５の上
流側の供給管３とはバイパス回路13によって接続され、
バイパス回路13の戻り管４への接続端の後流側には開閉
弁32が介装されている。

【００１９】バイパス回路13から分岐した排ガス管22に
は第２のフィルタ24が介装され、この排ガス管22の入口
には開閉弁23が介装されている。そして、排ガス管22の
接続端の後流側のバイパス回路13には開閉弁33が介装さ
れている。

【００２０】洗浄装置の運転に先立って、冷凍サイクル
の系等の被洗浄物２に充填されている特定フロン及び鉱
油系の冷凍機油を排出する。そして、供給管３の先端を
継手25によって被洗浄物２の入口端に接続し、戻り管４
の先端を継手26によって被洗浄物２の出口端に接続す
る。

【００２１】冬季等タンク１内の洗浄剤の温度が低い場
合には先ず予熱運転が実施される。この予熱運転におい
ては、液ポンプ５、加熱器７及び再生ヒータ11が作動せ
しめられるが、冷却器12には冷却水が循環しない。

【００２２】液ポンプ５を駆動すると、タンク１内に貯
溜されている洗浄剤がフィルタ27を通って供給管３に入
り、液ポンプ５、開閉弁６を経て加熱器７に入り、この
加熱器７を流過する過程で加熱される。

【００２３】次いで、継手25、被洗浄物２、継手26を経
て戻り管４に入り、第１のフィルタ10、流量制御弁29を
経て再生ヒータ11に入る。この再生ヒータ11を流過する
過程で加熱された後、冷却器12の熱交換管12b を冷却さ
れることなく単に通過してバイパス回路13及び開閉弁33
を通って供給管３に入り、液ポンプ５に吸入され、以
後、上記を繰り返す。

【００２４】この予熱運転時には開閉弁31、28、18、2
0、32、23は閉とされ、開閉弁６、33及び流量制御弁29
が開とされる。この予熱運転を継続することによって洗
浄剤の温度が所定値に上昇したとき、予熱運転を終了す
る。なお、予熱運転時、再生ヒータ11及び加熱器７のい
ずれか一方のみを作動させることもできる。

【００２５】予熱運転が終了したら、洗浄再生運転が実
施される。この洗浄再生運転時には液ポンプ５、再生ヒ
ータ11及び冷却器12が作動せしめられるが、加熱器７は
作動しない。

【００２６】洗浄再生運転時、液ポンプ５を駆動する
と、タンク１内に貯溜されている洗浄剤がフィルタ27を
通って供給管３に吸入され、液ポンプ５により付勢され
た後、開閉弁６及び加熱器７を流過して継手25を経て被
洗浄物２に入る。

【００２７】この洗浄剤は被洗浄物２を流過する過程で
被洗浄物２を洗浄し、この内面に付着して残留している
鉱油系の冷凍機油及び加工油、機械油、金属粉、スケー
ル、スラッジ等からなる異物を溶融、除去する。

【００２８】被洗浄物２を流過した洗浄剤及びこれに伴
われた冷凍機油及び異物は継手26を経て戻り管４に入
り、第１のフィルタ10を流過する過程で異物が捕捉され
ることによって除去される。

【００２９】第１のフィルタ10から流出した洗浄剤及び
これに伴われた冷凍機油は流量制御弁29を経て再生ヒー
タ11の密閉容器11a 内に入り、この密閉容器11a 内に一
時的に貯溜されている間にヒータ15によって加熱される
ことによって洗浄剤が蒸発気化し、冷凍機油は密閉容器
11a 内底部に溜まる。

【００３０】再生ヒータ11の密閉容器11a で蒸発気化し
た洗浄剤の蒸気はその頂部から流出して冷却器12に入
り、その熱交換管12b 内を流過する過程で管外の冷却水
と熱交換して冷却されることによって凝縮液化する。

【００３１】冷却器12の密閉容器12a の底部から流出し
た液状の洗浄剤は開閉弁32を経てタンク１内に戻る。こ
の洗浄再生運転時、開閉弁31、28、18、20、23、33は閉
とされるが、開閉弁６、32及び流量制御弁29は開とされ
ている

【００３２】上記洗浄再生運転を継続することによって
再生ヒータ11の密閉容器11a 内低部に所定量の冷凍機油
が溜まった場合には開閉弁18及び20を開く。すると、密
閉容器11a 内の冷凍機油が排油管16に介装された開閉弁
18及びトラップ17を経てフィルタ19に入り、このフィル
タ19を流過する過程で冷凍機油中に含まれている異物が
捕捉除去される。そして、フィルタ19から流出した冷凍
機油は開閉弁20を経て油タンク21に入り、ここに貯留さ
れる。冷凍機油の排出が終了すれば、開閉弁18及び20は
閉とされる。

【００３３】この洗浄再生運転時、被洗浄物２から流出
した洗浄剤に含まれる加工油、機械油、金属粉、スケー
ル、スラッジ等からなる異物は第１のフィルタ１０によ
って捕捉されることにより除去され、また、洗浄剤に含
まれる冷凍機油は再生ヒータ11で洗浄剤が蒸発気化する
ことによって洗浄剤から確実に分離される。

【００３４】再生ヒータ11及び冷却器12への負荷が能力
を越える場合には、流量制御弁29によってこれを流過す
る流量を絞ることにより再生ヒータ11及び冷却器12の能
力に適合する量とし、開閉弁28を開くことによって余剰
分を開閉弁28、リターン回路14を経てタンク１に戻せば
良い。

【００３５】上記洗浄再生運転によって被洗浄物２の系
内が洗浄されたとき、洗浄再生運転を止めて乾燥運転を
実施する。この乾燥運転においては、開閉弁31を開くこ
とによってボンベ９をガス管８、開閉弁31を介して供給
管３に連通させる。そして、加熱器７及び冷却器12を作
動させるが、液ポンプ５及び再生ヒータ11は作動させな
い。

【００３６】開閉弁31を開くと、ボンベ９内に貯留され
ている高圧の液化窒素の一部が蒸発気化し、図示しない
圧力調整器で所定の圧力、例えば２０ｋｇ/cm²に調整さ
れた後、ガス管８及び開閉弁31を経て供給管３内に流入
する。

【００３７】この高圧の窒素ガスは加熱器７を流過する
過程で60℃〜80℃に加熱された後、継手25を経て被洗浄
物２に入り、この被洗浄物２を流過する過程で被洗浄物
２の系内に残留している洗浄剤を蒸発気化せしめる。

【００３８】被洗浄物２を流過した窒素ガス及びこれに
伴われたガス状の洗浄剤は継手26を経て戻り管４に入
り、第１のフィルタ10、流量制御弁29及び再生ヒータ11
を流過して冷却器12に入りその伝熱管12a を流過する過
程で管外の冷却水（約０℃）と熱交換して冷却されるこ
とによりガス状の洗浄剤が凝縮液化し、これによって窒
素ガスから分離される。

【００３９】この窒素ガスはバイパス管13、ガス排出管
22、開閉弁23を経て第２のフィルタ24を流過し、この過
程で第２のフィルタ24に充填された活性炭により窒素ガ
スに伴われたガス状の洗浄剤が吸着されて除去されるの
で、窒素ガスのみが大気中に放出される。そして、窒素
ガスを分離した液状の洗浄剤は開閉弁32を経てタンク１
に戻る。

【００４０】この乾燥運転時、開閉弁31、23、32、流量
制御弁29は開とされるが、開閉弁６、28、18、20、33は
閉とされている。

【００４１】この乾燥運転によって被洗浄物２の内面に
付着して残留している洗浄剤は高温の窒素ガスで加熱さ
れることにより効果的に蒸発して窒素ガスに伴われて排
出され、かつ、冷却器12で冷却されて凝縮液化すること
によって窒素ガスから確実に分離されるので、タンク１
内には再生された洗浄剤のみが戻る。

【００４２】洗浄剤は被洗浄物２の系内に付着残留して
いる鉱油系の冷凍機油及び異物を効果的に溶融して除去
することができるものであって、不燃性、低毒性、低腐
食性、安全性、速乾性に富み、オゾン層の破壊に関与せ
ず、かつ、地球温暖化係数が極めて小さいもの、例え
ば、代替冷媒の一種であるＨＦＣ43−10mee （トランス
１、２−ディクロロエチレン) とメタノールとの共沸混
合物からなるバートレルＳＭＴ（デュポン−三井フロロ
ケミカル社の商標）等が望ましい。

【００４３】図示の実施形態においては、ボンベ９内に
貯溜されている液化窒素をガス化させて所定の圧力に調
整した後、供給管３内に導入しているが、これに代えて
露点が−30℃以下のドライエアその他の不活性ガスを用
いることができる。

【００４４】また、上記実施形態においては、スライダ
ック式ヒータを用いているが、再生ヒータ11及び加熱器
７は加熱量を任意に加減しうるものであれば如何なる形
式、構造のものであっても良い。

【００４５】また、冷却器12は水冷式冷却器を用いてい
るが、洗浄剤のガスを凝縮液化させうるものであれば、
任意の形式、構造のものを用いることができる。

【００４６】更に、上記実施形態においては、再生ヒー
タ11で洗浄剤と冷凍機油とを加熱することによって分離
しているが、再生ヒータ11の後流側に分離器を設けてこ
こで洗浄剤と冷凍機油を分離することができる。

【００４７】更に、冷却器12でガス状の洗浄剤を冷却し
て凝縮液化させることによって不活性ガスを分離してい
るが、冷却器12の後流側に分離器を設けてここで液状の
洗浄剤から不活性ガスを分離することができる。

【００４８】更に、第１のフィルタ10は被洗浄物２の出
口の戻り管４に介装されているが、タンク１の入口の戻
り管４に介装することもできる。

【００４９】更に、被洗浄物２は冷凍サイクルの冷媒が
循環する全ての機器、配管であっても良いが、冷媒圧縮
機、モジュレータ、レシーバ、リザーブタンク、アキュ
ムレータ、膨張弁等の機器を予め取り外してこれに代わ
る接続配管を介して接続してなる配管系、または、これ
ら機器をバイパス管でバイパスさせるように接続してな
る配管系から構成することもできる。

【００５０】

【発明の効果】本発明においては、洗浄再生運転時、タ
ンク内に貯留された液状の洗浄剤は液ポンプによって抽
出され、供給管を経て加熱器を加熱されることなく通過
して被洗浄物から入りこの内面に付着している冷凍機
油、異物等を溶融除去する。被洗浄物から流出した洗浄
剤及びこれに伴われた冷凍機油は再生ヒータに入りここ
で加熱されることにより洗浄剤が蒸発気化するので、再
生ヒータで冷凍機油を洗浄剤から効果的に分離できる。
そして、被洗浄物から取り除けられた異物は第１のフィ
ルタによって捕捉除去され、再生ヒータから流出した洗
浄剤のガスは冷却器で冷却されることにより凝縮液化し
て再生された後タンク内に戻るので、タンク内の洗浄剤
を清浄な状態に維持できる。

【００５１】更に、乾燥運転時には、供給管に導入され
た不活性ガスを加熱器で加熱した後、被洗浄物内に流入
させ、高温の不活性ガスによって被洗浄物内に残留して
いる洗浄剤を蒸発気化させることができるので、これを
効果的に除去することができる。そして、被洗浄物から
流出した不活性ガス及びガス状の洗浄剤は再生ヒータを
加熱されることなく通過して冷却器に入り、ここで冷却
されることによりガス状の洗浄剤は凝縮液化して不活性
ガスから分離され、かつ、被洗浄物から取り除けられた
異物は第１のフィルタによって捕捉除去され、しかる後
タンク内に戻るので、タンク内の洗浄剤を清浄な状態に
維持できる。

【００５２】再生ヒータ及び冷却器に対して並列にこれ
をバイパスするリターン回路を接続し、かつ、これら再
生ヒータ及び冷却器を流過する洗浄剤の流量を調節する
手段を設ければ、洗浄再生運転時、再生ヒータ及び冷却
器の能力を十分に発揮させることができるとともにこれ
らに過大な負荷を掛けることがない。

【００５３】また、本発明においては、冷却器を流過し
た洗浄剤をタンクをバイパスして液ポンプの上流側の供
給管に導入するバイパス回路を設けているので、予熱運
転時、液ポンプを駆動することによって液状の洗浄剤を
供給管、加熱器、被洗浄物、戻り管、再生ヒータ、冷却
器、バイパス回路を経て循環させることができ、この過
程で洗浄剤を加熱器及び又は再生ヒータが加熱してその
温度を上昇させることができるので、冬季等においても
洗浄剤の洗浄能力を十分に発揮させることができる。

【００５４】被洗浄物の出口又はタンクの入口の戻り管
に被洗浄物から取り除けられた異物を捕捉するための第
１のフィルタを介装すれば、この異物を第１のフィルタ
によって捕捉除去することができるので、異物がタンク
内に入るのを阻止できる。

【００５５】更に、冷却器で洗浄剤から分離された不活
性ガスを大気に放出するガス排出管に第２のフィルタを
介装してこの第２のフィルタによって不活性ガス中に含
まれる洗浄剤を捕捉すれば、乾燥運転時、洗浄剤が不活
性ガスに伴われて大気中に放出されることがないので、
地球環境を汚染することはないとともに作業場を常時清
潔に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す系統図である。

【符号の説明】

１タンク２被洗浄物３供給管５液ポンプ７加熱器４戻り管 10 第１のフィルタ 11 再生ヒータ 11a 密閉容器 15 ヒータ 12 冷却器 12a 密閉容器 12b 熱交換管 16 排油管 17 トラップ 19 フィルタ 21 油タンク 22 排ガス管 24 第２のフィルタ 25、26 継手 27 フィルタ 29 流量制御弁９ボンベ８ガス管 13 バイパス回路 14 リターン回路６、18、20、23、28、31、32、33 開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 47/00 F25B 45/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】タンク内に貯留された液状の洗浄剤を冷
凍サイクル等の被洗浄物に移送する供給管に液ポンプ及
び加熱器を介装するとともに上記加熱器の上流側に不活
性ガスの導入管を接続し、上記被洗浄物を流過した洗浄
剤を上記タンクに戻す戻り管に再生ヒータ及びこの再生
ヒータの後流側に冷却器を介装するとともに上記被洗浄
物の出口又は上記タンクの入口の戻り管に上記被洗浄物
から取り除けられた異物を捕捉するための第１のフィル
タを介装し、かつ、上記冷却器を流過した洗浄剤を上記
タンクをバイパスして上記液ポンプの上流側の供給管に
導入するバイパス回路を設けたことを特徴とする冷凍サ
イクルの洗浄装置。
【請求項２】上記再生ヒータ及び冷却器に対して並列
にこれらをバイパスするリターン回路を接続し、かつ、
上記再生ヒータ及び冷却器を流過する洗浄剤の流量を調
節する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の冷
凍サイクルの洗浄装置。
【請求項３】上記冷却器で洗浄剤から分離された不活
性ガスを大気に放出するガス排出管に不活性ガス中に含
まれる洗浄剤を捕捉する第２のフィルタを介装したこと
を特徴とする請求項１ないし２記載の冷凍サイクルの洗
浄装置。