JP3708453B2 - R22冷媒回収方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、住宅あるいはビル用途に設置された空気調和機を廃棄する時に行われるR22冷媒回収方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、鉄、アルミニウム、銅、プラスチック等およびこれらの複合材からなる産業廃棄物は破砕機等を使用して破砕した後、分離・選別することによってリサイクルを行っていた。
【0003】
また、空気調和機等の廃棄物は内部に冷媒、オイルが封入されているため、現場ではポンプダウン作業を行って、冷凍サイクルシステム内の冷媒を室外機本体内に一旦回収した後、設備の整った工場等に持ちかえって解体することになる。その時もそのままの状態で破砕機に投入すると、冷媒が噴出、オイルが漏洩し、環境破壊と危険性が高いことから、冷媒とオイルの回収が分離して義務づけられようにしている。このような目的には冷媒回収の動力として圧縮機を使用し、強制的に吸引する回収機を使用するのが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、市場では様々な空気調和機が存在し、設置された空気調和機の圧縮機が故障していて運転できないもの、あるいはすでに供給電源が停止されている場合もある。このような場合にも電源を使用せず、十分な冷媒回収ができることが要求されている。
【0005】
本発明は、従来技術の有する問題点を鑑みて、廃棄処分となった空気調和機からその場で電源等の設備がない場合にも、スピーディに冷媒回収することのできるR22冷媒回収方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、圧縮機が動作できない状態にある空気調和機からの冷媒回収方法として、室外機と接続配管とを連結する弁またはバルブを閉じ、その後室内機内部と接続配管内部に残留するR22冷媒を、水を充填した耐圧容器内に放出させた後、アミド系またはグリコールエーテル系有機溶媒の液相中に放出させることによって、前記有機溶媒中にR22冷媒を溶解吸収させながら冷媒回収を行うことを特徴とするR22冷媒回収方法である。
【0007】
上記構成によって、廃棄処分となった空気調和機から回収すべき冷媒量を限定して確実にその場でスピーディに冷媒回収する簡易な方法を提供できると共に、まず水中バブリングさせることで残留部に存在する冷凍機油は水と分離しながら容器内に残り、冷媒だけが次に有機溶剤中にバブリングされることで溶解吸収されるので有機溶剤の冷凍機油による汚染を防止することができるので冷凍機油による溶解吸収性能低下を抑制できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するための請求項1記載の発明は、圧縮機が動作できない状態にある空気調和機からの冷媒回収方法として、室外機と接続配管とを連結する弁またはバルブを閉じ、その後室内機内部と接続配管内部に残留するR22冷媒を、水を充填した耐圧容器内に放出させた後、アミド系またはグリコールエーテル系有機溶媒の液相中に放出させることによって、前記有機溶媒中にR22冷媒を溶解吸収させながら冷媒回収を行うことを特徴とするR22冷媒回収方法である。
【0009】
請求項2記載の発明は、冷媒ガスをアミド系またはグリコールエーテル系有機溶媒の液相中に1〜5L/ min の速度でバブリング放出させることを特徴とするR22冷媒回収方法である。
【0010】
請求項3記載の発明は、アミド系有機溶媒は、N・N−ジメチルホルムアミド、N・N−ジメチルアセトアミド、N・N−ジメチルプロピオンアミド、N・N−ジエチルホルムアミドの少なくとも一種またはそれらの混合物からなることを特徴とするR22冷媒回収方法である。
【0011】
請求項4記載の発明は、グリコールエーテル系有機溶媒は、エチレングリコールジブチルエタール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルおよびテトラエチレングリコールジメチルエーテルの少なくとも一種またはそれらの混合物からなることを特徴とするR22冷媒回収方法である。
【0012】
請求項5記載の発明は、有機溶媒中にホスファイト化合物(化1)、ホスヘート化合物(化2)またはホスホネート化合物(化3)が添加されていることを特徴とするR22冷媒回収方法である。
(化1) (R 1 O) ( R 2 O )( R 3 O)P
(化2) (R 1 O) ( R 2 O )( R 3 O)P(O)
(化3) (R 1 O) ( R 2 O ) R 3 P ( O )
式中R 1 、R 2 、R 3 は各々独立に水素基、アルキル基、フェニル基を示す。
【0013】
請求項6記載の発明は、有機溶媒に対するホスファイト化合物、ホスヘート化合物またはホスホネート化合物の添加量がリン濃度で0.05〜0.5重量%であることを特徴とするR22冷媒回収方法である。
【0014】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参考に詳細な説明を行う。
【0015】
(実施例1)
図1は空気調和機の主要構成図を示している。本実施例では室外機1台に室内機1台のR22を使用した空気調和機に対して圧縮機が故障で動作しない場合を想定して説明する。空気調和機は主要な部分として、室内機1と接続配管2、3と室外機4で構成され、接続配管2、3は配管カバー5で覆われている。詳細には、室内機から引き出された補助配管(図示せず)と接続配管2、3とがフレアー接続される構成になっているが、本発明の目的、効果とは特に関係がない。このような場合、まず室外機4本体の側面に位置する二方弁6、三方弁7のバルブを六角レンチの回転で閉じることによって室外機本体内部のR22冷媒は接続配管2、3を室外機本体から外しても大気放出されない状態として固定できる。したがって、二方弁6、三方弁7のバルブを閉じた時点でその後冷媒回収すべき個所は接続配管2、3内部と室内機1内部に残留しているR22冷媒である。ここに残留しているR22冷媒に対して本冷媒回収装置を適用することになる。冷媒回収の作業操作は三方弁7のサービスポート部分を介して冷媒残留部とを連結することにより実施する。
【0016】
図2はR22冷媒回収装置を示している。略円筒形をした約2リットルの耐圧容器8内部にジエチレングリコールジメチルエーテル(以下DEGDMEとする)9が1リットル充填されている。DEGDME中にはジメチルホスファイトがリン濃度0.3重量%で添加されている。耐圧容器の下部には冷媒ガスの拡散機構部10としてφ6mm銅管に多数の穴、φ1mmを設けたものが円周状に沿って配設され、耐圧容器外部から導入された冷媒ガスが銅管に設けられた多数の穴から放出する構成である。また中央部には冷却機構部11として銅管を螺旋状態に捲回した熱交換器部が配設され、耐圧容器外部から導入された冷却水が螺旋状の銅管を経由してまた外部へ排出される構成である。冷媒回収装置の室外機との関係を表す配管系統図を図3に示した。耐圧容器8内部の拡散機構部10は銅配管12を介して外部と連結でき、さらに銅配管13を介して室外機の三方弁サービスポート部
分に連結される。その経路途上にはバルブ14が配設されている。冷却機構部11の銅管一方はゴムホース15を介して水道口16と連結され、また他方はゴムホース17と連結されて排水口18へと導かれる。
【0017】
次にR22冷媒回収の作業操作を簡単に説明する。まずバルブ14を閉じた状態で室外機の三方弁サービスポート部分に連結し、水道口16を開放する。その後バルブ14を徐々に開放してR22冷媒を拡散機構部10に導く。この時R22冷媒ガスの供給量は約3L/minとなるように調節した。するとR22冷媒ガスはDEGDMEの液相中にバブリングされることで混合反応して溶解吸収される。その時発生する熱は冷却機構部11に水道水を導入することで充分に冷却される。溶解吸収の混合反応は耐圧容器内部と残留部、たとえば室内機本体内部との圧力差がなくなれば平衡に達して停止してしまうので、耐圧容器の十分な冷却と残留部の加熱が冷媒回収率の向上に重要な要素となる。空気調和機を廃棄するのは年間を通じてのことであるが、回収作業のピーク時期は夏季である。夏季でも水道は20℃以下であり、室内機および接続配管は30℃程度あるので冷媒回収率90%以上が可能であった。
【0018】
R22冷媒回収したDEGDMEの混合溶液はリサイクル工場あるいは所定処理工場に持ちかえって、加熱処理によって冷媒だけを有機溶剤から分離させることができる。本実施例では約130℃に加熱処理することによって冷媒が分離され、再度精製したDEGDME溶媒となって何回でもリユースすることが可能となる。この時ジメチルホスファイトが添加されていないと、加熱精製作業によってDEGDMEが分解し、冷媒吸収の能力が精製回数とともに徐々に低下してくる結果となった。
【0019】
本実施例では、DEGDMEを使用したが本発明で使用できる有機溶媒はこの限りではなく、この他エチレングリコールジブチルエタール(EGDBE)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(T3EGDME)およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル(TEGDME)グリコールエーテルを単独あるいは混合して使用することができる。これらの有機溶媒はR22冷媒と水素結合を形成しやすく、冷媒の溶解力向上に寄与していると考えられる。
【0020】
(実施例2)
本実施例では、耐圧容器内にN・N−ジメチルホルムアミド(DMF、ジエチルホスファイト 0.2重量%添加)を充填して実施例1と同様な作業操作にて冷媒回収を実施した。この場合にも冷媒回収率90%以上が実施可能であった。
【0021】
本実施例では、DMFを使用したが本発明で使用できる有機溶媒はこの限りではなく、この他N・N−ジメチルアセトアミド(DMA)、N・N−ジメチルプロピオンアミド(DMP)、N・N−ジエチルホルムアミド(DEF)を単独あるいは混合して使用することができる。これらの有機溶媒はR22冷媒と水素結合を形成しやすく、冷媒の溶解力向上に寄与していると考えられる。
【0022】
(実施例3)
本実施例では、耐圧容器19内の冷却機構部を図4に示すような構成とした。縦方向に平行関係で位置する銅管20、21に対して、それを連結するように多数の銅管22が横方向に配設され、前記銅管22の間には放熱用の銅フィン23が配設されている。本実施例では通常自動車のラジエーター関連で使われている熱交換器の構成を冷却機構部の構成として使用することで積極的に冷却を促進することができたので、R22冷媒の供給量は約5L/minとなるように調節した。冷却能力は実施例1で使用した螺旋形状の冷却機構部よりも優れ、より多くの冷媒流速量でも溶解吸収させることが可能であった。
【0023】
(実施例4)
本実施例では、冷媒回収用の耐圧容器に溶解吸収させる前に冷凍機油を分別させる場合について説明する。図5にその時の冷媒回収装置と室外機との関係を表す配管系統図を示している。冷媒回収用の耐圧容器としては実施例1で使用したものと同様な構成のものを使用したので、実施構成において重複する部分の説明は省略する。耐圧容器24内には所定量の水25が充填され、銅配管13を経由して導入されたR22冷媒ガスおよび冷凍機油は供給ポート管26を経て水にバブリングされる。ここで冷凍機油は水と懸濁状態となるが、しばらく静置しておけば分離して水の上層に来るようになる。また冷媒ガスは水にバブリングされた後さらに排出ポート管27を経て排出され、銅配管28を介して有機溶媒が充填されたR22冷媒回収用の耐圧容器に導入される。そこで冷媒ガスは有機溶媒EGDBEと混合反応しながら、溶解吸収されていった。静置してきれいに水と分離された冷凍機油は、上層の冷凍機油だけを分別することで冷凍機油に対するリサイクル処理も容易となる。
【0024】
実施例では、ジメチルホスファイトとジエチルホスファイトを使用したが本発明で使用できる添加剤はこの限りではなく、この他トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、ジイソプロピルホスファイトなどが使用できる。さらにホスファイト化合物は化学式(R1O)(R2O)(R3O)Pで示され、ホスヘート化合物は化学式(R1O)(R2O)(R3O)P(O)で示され、ホスホネート化合物は化学式(R1O)(R2O)R3 P(O)で示され、式中R1、R2、R3は各々独立に水素基、アルキル基、フェニル基を示すものも使用できる。これら添加剤はリン濃度1重量%以上では悪影響を及ぼし始め、添加量に見合った効果が期待できない。また0.5〜1重量%のリン濃度では、添加物の分子量および構造によってかなりの差異があらわれ、むしろ悪い効果をもたらすものもでてくる。したがって0.05〜0.5重量%のリン濃度範囲が好ましく、充分な安定効果が期待できる。特に0.05〜0.2重量%で著しい効果を示した。
【0025】
実施例では、冷媒ガスの拡散機構部として銅管に多数の穴が配設されたものを使用したが、この他セラミックス、樹脂、金属粒子の成形体で多数の連通孔を有するものも使用できるし、セラミックス、樹脂のパイプに多数の穴を配設したものも使用できる。冷媒ガスを有機溶媒中にいかに小さなガス粒子としてバブリングさせるかが重要な役割となる。
【0026】
実施例では、銅管を螺旋形状に捲回した場合と銅管と銅フィンとで一般にラジエーター構造と言われる形状とした場合で示したが、熱伝導性に優れた材料であればこの限りではなく、アルミニウム単独、アルミニウムと銅とを複合化したものも使用できる。
【0027】
実施例では、冷媒ガス流量を3〜5L/minで行ったが、本発明に適用できる冷媒ガス流量は1〜5L/minであった。1L/min以下では作業に時間がかかりすぎて冷媒回収の作業効率が悪くなるし、5L/min以上では反応熱が大きり冷却が追随できにくくなることおよび溶解反応スピードも追随できずに耐圧容器内部の圧力上昇を引き起こしてしまい易いことがあり、好ましくなかった。
【0028】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項1記載の発明によれば、廃棄処分となった空気調和機から回収すべき冷媒量を限定して確実にその場でスピーディに冷媒回収する簡易な方法を提供できると共に、まず水中バブリングさせることで残留部に存在する冷凍機油は水と分離しながら容器内に残り、冷媒だけが次に有機溶剤中にバブリングされることで溶解吸収されるので有機溶剤の冷凍機油による汚染を防止することができるので冷凍機油による溶解吸収性能低下を抑制できる。
【0029】
また、請求項2記載の発明によれば、冷媒と有機溶媒との混合反応を適切なスピードにコントロールすることで、冷媒回収の作業を円滑に行うことができる。
【0030】
また、請求項3記載の発明によれば、溶解吸収させるアミド系有機溶媒として適切なものを選択することで少量の有機溶媒でより多くの冷媒を回収することができる。
【0031】
また、請求項4記載の発明によれば、溶解吸収させるグリコールエーテル系有機溶媒として適切なものを選択することで少量の有機溶媒でより多くの冷媒を回収することができる。
【0032】
また、請求項5記載の発明によれば、有機溶媒中にホスファイト化合物、ホスヘート化合物またはホスホネート化合物を添加することによって、回収した有機溶媒とR22冷媒とを分離するときに加熱処理を行うが、この時に有機溶媒が分解して不純物を生成することを抑制できるので何度でも精製再利用することができる。
【0033】
また、請求項6記載の発明によれば、有機溶媒中に添加するホスファイト化合物、ホスヘート化合物またはホスホネート化合物の量をリン濃度で最適化することで添加剤の効果を有効に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例において示す廃製品となった空気調和機の主要構成図
【図2】 本発明の実施例1において使用される冷媒回収用の耐圧容器の断面図
【図3】 本発明の実施例1において示す廃製品から冷媒回収する冷媒回収装置の配管系統図
【図4】 本発明の実施例3において使用される冷媒回収用の耐圧容器の断面図
【図5】 本発明の実施例5において示す廃製品から冷媒回収する冷媒回収装置の配管系統図
【符号の説明】
1 室内機
2 接続配管
3 接続配管
4 室外機
6 二方弁
7 三方弁
8 耐圧容器
9 DEGDME
10 拡散機構部
11 冷却機構部
12 銅配管
13 銅配管
14 バルブ
19 耐圧容器
20 銅管
21 銅管
22 銅管
23 銅フィン
24 耐圧容器
25 水
26 供給ポート管
27 排出ポート管
Claims (6)
- 圧縮機が動作できない状態にある空気調和機からの冷媒回収方法として、室外機と接続配管とを連結する弁またはバルブを閉じ、その後室内機内部と接続配管内部に残留するR22冷媒を、水を充填した耐圧容器内に放出させた後、アミド系またはグリコールエーテル系有機溶媒の液相中に放出させることによって、前記有機溶媒中にR22冷媒を溶解吸収させながら冷媒回収を行うことを特徴とするR22冷媒回収方法。
- 冷媒ガスをアミド系またはグリコールエーテル系有機溶媒の液相中に1〜5L/ min の速度でバブリング放出させることを特徴とする請求項1記載のR22冷媒回収方法。
- アミド系有機溶媒は、N・N−ジメチルホルムアミド、N・N−ジメチルアセトアミド、N・N−ジメチルプロピオンアミド、N・N−ジエチルホルムアミドの少なくとも一種またはそれらの混合物からなることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のR22冷媒回収方法。
- グリコールエーテル系有機溶媒は、エチレングリコールジブチルエタール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルおよびテトラエチレングリコールジメチルエーテルの少なくとも一種またはそれらの混合物からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のR22冷媒回収方法。
- 有機溶媒中にホスファイト化合物(化1)、ホスヘート化合物(化2)またはホスホネート化合物(化3)が添加されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のR22冷媒回収方法。
(化1) (R 1 O) ( R 2 O )( R 3 O)P
(化2) (R 1 O) ( R 2 O )( R 3 O)P(O)
(化3) (R 1 O) ( R 2 O ) R 3 P ( O )
式中R 1 、R 2 、R 3 は各々独立に水素基、アルキル基、フェニル基を示す。 - 有機溶媒に対するホスファイト化合物、ホスヘート化合物またはホスホネート化合物の添加量がリン濃度で0.05〜0.5重量%であることを特徴とする請求項5に記載のR22冷媒回収方法。
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