JP3930571B2 - 冷媒の廃棄 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、概ね冷媒回収システムに関し、より具体的には回収された冷媒のオンサイト分解に関連して用いられる冷媒廃棄システムに関する。この冷媒廃棄システムは、冷媒が気体又は液体として回収されるか否かに拘わらず従来の冷媒回収システムに用いるために好適である。
背景技術
広く多様性を持った機械的冷凍システムは、現在例えば、局所的な冷却、商業的冷凍、空調機、除湿器、食品冷凍、冷却及び製造プロセスといったこれら以外の多くの用途において用いられている。機械的冷凍システムの主要なものは、類似する良く知られた原理にしたがって運転されており、この原理においては冷媒が流れる閉鎖ループの流体回路が用いられる。これらの機械的冷凍システムによく見られることは、このようなシステムが周期的にサービスを必要とすることにある。このようなサービスは、システム部品除去、交換、修理を含んでいる。さらに通常のシステム運転の間には、冷媒は、冷凍回路内の外部物体により汚染されたり、システム内の過剰の水分により汚染される。このような過剰の水分は、膨張バルブ内及びキャピラリチューブにおける氷結を引き起こすとともに、金属、銅メッキの腐食を生じさせ、密閉型コンプレッサの密封性に対して化学的な損傷を与える。酸は、冷媒の過熱によるモータの焼付のために発生する。このような焼付は、摩擦によって発生した破片が局所的な過熱部位を生じさせ冷媒を過熱してしまうのでその性質が一時的な又は局在化した性質を有する。関心の持たれる主な酸は、HCl及びHFであるが、これ以外の酸及び汚染物質は、オイル、断熱材、ワニス、ガスケット、接着剤の分解による生成物として製造される。このような汚染は、部品の故障を生じさせることもあり、又はシステムの運転効率を改善するためには冷媒の交換が望ましい場合もある。
冷凍システムをサービスする場合には、システムの部品をサービスし、修理するに先だってシステムから冷媒を排出させることが必要である。しかしながら、古い冷媒システムは、典型的にはR−11、R−12といったクロロフロロカーボン化合物(CFCs)を用いており、これらのクロロフロロカーボンは、成層圏のオゾンに対し悪影響を与えると考えられている。より最近では、冷凍システムは、成層圏のオゾンに対して僅か又は全く影響を与えないR−22及びR−123、ハイドロフロロカーボン(HCFs)といったハイドロフロロカーボンを用いて市販されているものの、それらが比較的長期間大気中に存在することから地球温暖化を生じさせるものと考えられている。すなわち、現在では上述したような従来の冷媒を冷凍システムから大気へといかなるタイプの冷媒でも廃棄させないようにすることが環境的に許容されること、と考えられている。
したがってこのようなシステムは、冷凍システムから冷媒を回収するように設計されている。代表的な従来の冷媒回収システムの例としては、ローウエル(Lower)等による米国特許第4,441,330号「冷媒回収及び再充填システム」;ゴダード(Goddard)による米国特許第4,476,688号「冷媒回収及び精製システム」;スクデリ(Scuderi)による米国特許第4,766,733号「冷媒回収及び充填ユニット」;マンツ(Manz)等による米国特許第4,809,520号「冷媒回収及び精製システム」;ルーニス(Rounis)による米国特許第4,862,699号「潤滑油からの冷媒の回収、精製、分離のための方法及び装置」;メリット(Merritt)による米国特許第4,903,499号「冷媒回収システム」;ハンコック(Hancock)等による米国特許第4,942,741号「冷媒回収デバイス」;ペイジ(Paige)等の米国特許第5,127,232号「冷媒の回収及び精製のための方法及び装置」;ペイジ等による米国特許第5,146,760号「冷媒回収システムにおけるコンプレッサ保護のための方法及び装置」;カバナー(Cavanaugh)等による米国特許第5,146,761号「冷媒回収のための方法及び装置」;ペイジ等の米国特許第5,174,124号「冷凍回路を通って流れる冷媒流の純度をサンプリングするための装置」;カバナー等による米国特許第5,181,390号「手動操作される冷媒リカバリー装置」;ペイジ等による米国特許第5,243,828号「手動操作される冷媒回収装置におけるコンプレッサ保護のための制御システム」;ペイジ等の米国特許第5,247,804号「液体回収物を含む冷媒の回収及び精製方法及び装置」;ペイジによる米国特許第5,255,527号「冷凍システムを通して流れる冷媒の純度を試験するための方法」に開示されている。
上述の特許に開示されるシステムに例示される従来の冷媒回収システムにおいては、冷凍システムから廃棄される冷媒は、凝縮され貯蔵タンク内に回収される。回収された冷媒が現時点で環境的に許容できないものと考えられる種類のものである場合には、冷媒貯蔵タンクはシールされ回収システムから除去されて分解のための処理センターへと送られる。この処理センターでは、冷媒は例えば高温の酸化反応、触媒化学反応、溶媒和電子との反応/還元、又は嫌気性又は好気性環境下における生物学的分解により処理されて、環境的に好ましい製造物へと冷媒が分解される。大規模な処理センターにおける大容量での冷媒のバッチ処理は好ましいが、このような処理は冷媒が回収される冷凍システムの場所において、オンサイトで回収された冷媒の小バッチ処理に用いるためには最適なものではない。回収された冷媒のオンサイト廃棄は、オフサイトの処理センターへと回収された冷媒の除去に伴う輸送コストや取扱コストの発生を避けることができる。環境的に許容可能な方法によるオンサイトでの回収冷媒の廃棄はまた、車両用空調ユニット、輸送冷凍ユニット、室内空調機、より小さな空調機又は冷凍装置に関連して用いる際に特に有効である。
本発明の目的は、回収サイトにおける回収冷媒の現場廃棄のためのシステムを提供することを目的とする。
また、本発明の別の構成では、回収のための処理設備への輸送を必要としないで容易に再使用可能な現場冷媒廃棄を提供するものである。
発明の開示
冷媒を含有するシステムからの圧縮可能冷媒の現場分解のシステムは、冷媒含有装置から受け取った液体又は気体冷媒といった冷媒を回収するための冷媒回収装置と、回収装置から受け取った冷媒を分解するための冷媒廃棄装置とを備えている。この廃棄装置は、回収装置から受け取った冷媒を回収するための貯蔵タンクと、貯蔵タンクに回収された冷媒を収容し、貯蔵タンクから受け取った冷媒を分解する反応デバイスとを備えている。この回収装置は、第1のポートが直接設けられた冷媒収容装置から流される液体冷媒を貯蔵タンクへと流すための第1の通路を備えている。この回収装置はまた、貯蔵タンクへと開口した第2のアウトレットを通して冷媒収容装置から気体冷媒を受け取るための第2の通路を備えている。コンプレッサデバイスとコンデンサデバイスとは、第2のアウトレットの上流側の第2の流路に配設されている。コンプレッサデバイスは、これに送られる気体冷媒を圧縮させ、コンデンサデバイスは、圧縮された冷媒を冷却するとともに、すでに圧縮された冷媒の少なくとも一部を凝縮させ、少なくとも一部の凝縮された冷媒が、貯蔵タンクへと第2のアウトレットへと通して流される。熱交換器は、反応器とともに運転できるように配設されていて、貯蔵タンクから反応器へと通過する冷媒を加熱し、かつまた反応器から排出される反応生成物を冷却している。
反応デバイスは、アクセスドアを備えるハウジングを有しているとともに、これらの間に交換可能な反応器が配設される反応チャンバを画定している。反応器コアは、受け取られた冷媒と化学的に反応する機能を有する試薬を含有している。ヒータデバイスは、反応チャンバに付随して運転されるように配設されており、反応チャンバ及び反応器コアを所望する温度にまで加熱する。この反応温度において試薬は、最も効率的に冷媒と反応されるようにされている。ハロゲン化ハイドロカーボン冷媒については、反応器コア内に収容された試薬は、ハロゲン化ハイドロカーボンをハライドへと還元するに効果を有するソジウムオキサレート(sodium oxalate)、炭酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、アンモニア、アミンといった試薬を含有している。これとは別に反応器コアに収容された試薬はまた、ハロゲン化ハイドロカーボンを二酸化炭素、水、容易に中和できる酸へと酸化するために有効な試薬を含有していても良い。
本発明は、添付する図面をもってする好適な実施例の説明により、より理解されよう。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の冷媒廃棄システムを用いた冷媒回収システムの概略図である。
図2は、図1に示した冷媒回収システムの冷媒廃棄装置を拡大して示した図である。
図3は、液体冷媒回収モードで運転されている図1の冷媒回収システムの概略図である。
図4は、気体冷媒回収モードで運転されている図1の冷媒回収システムの概略図である。
図5は、貯蔵タンク冷却モードで運転されている図1の冷媒回収システムの概略図である。
図6は、冷媒分解モードで運転されている図1の冷媒回収システムの概略図である。
図7は、本発明の冷媒廃棄装置の別実施例の拡大図である。
発明の最良の実施形態
図1を参照して、冷媒含有装置20から排出された冷媒を処理するために好適な冷媒回収システム10が示されている。冷媒含有装置20は、仮に住居用空調機、市販の空調システム、冷凍機、フリーザ、冷凍貨物コンテナ及びこれ以外の設置型又は車両用空調機のメカニカル冷凍システムであり、これらは冷媒を熱交換流体として用いる冷凍装置であるものとする。この冷媒回収システム10は、図1に示されるように2つの領域と、冷媒回収装置30とを備えており、この冷媒回収装置30は、システム10の部品とそれに伴う制御装置とを備えていて、廃棄された冷媒を回収するように運転される。さらに、この冷媒回収システム10は、冷媒廃棄装置100を有しており、この冷媒廃棄装置は、回収した冷媒を回収し分解するように駆動されるシステム10の部品と、それに伴う制御装置と、を有する。冷媒回収装置30と、冷媒廃棄装置100とは、それらの自己収容型のコンパクトハウジング内に収容されている(概略的には波線30と100によって図1に示されている)か、又は回収装置30と廃棄装置100とは、単一のハウジング内に収容されていても良い。これらの領域のそれぞれの詳細、相互の結合、互いの関連についてはより詳細に後述する。冷媒回収装置30については従来のキャリアコーポレイションで用いられる図1に示すタイプの冷媒回収装置の実施例に関連させて後述するが、この冷媒廃棄装置100は、市販に利用できる種々のタイプの冷媒回収装置に用いることもでき、本発明は、用いられる冷媒回収装置の特定の実施例に限定されるものではない。
従来では、標準的なゲージとサービスマニホルド14とは、サービスされる冷媒含有装置20と冷媒回収システム10の回収装置30との間に配置される。このマニホルド14は、標準的な方法によりサービスを受ける冷媒含有装置20へと連結されており、1つのライン16は、装置20の低圧側に連結され、別のライン18は、装置20の高圧側へと連結されている。フレキシブルな高圧冷媒ライン13は、サービス用マニホルド14と回収装置30のハウジングにマウントされた第1のカップリング23の間を連結しており、カップリング23から回収装置30の冷媒ライン28の枝連結11へとカップリング23から延びた冷媒ライン24と連通されている。
枝連結11からは、冷媒ライン28を通して2つの冷媒通路が設けられている。一方の通路は、液体通路であり、枝連結11から電気的に駆動可能なソレノイドバルブ5へと図1の左側に延びている。冷媒ライン26は、ソレノイドバルブ5から回収装置30のハウジングにマウントされた第2のカップリング25まで延ばされており、外側冷媒ラインに連結されて収容して冷媒ライン26とこれに連結された外側冷媒ラインの間を連通させている。別の通路、すなわち気体通路は、図1の右側へと枝連結11から電気的に駆動されるソレノイドバルブ3へと延ばされている。ソレノイドバルブ3及び5は、回収システムの別のソレノイドバルブと同様に選択的に駆動されて開位置に駆動された場合には冷媒を流させるか、閉位置に駆動されると冷媒がそれを通じて流されないようにさせている。
ソレノイドバルブ3から冷媒ライン28は、逆止弁35を通してオイルドレイン口34を備えたアキュムレータ/オイルトラップ32の連結体のインレットへと延ばされている。逆止弁35は、回収システム10の冷媒がサービスされる装置20へと逆流するのを防止している。冷媒気体は、アキュムレータ/オイルトラップ32から冷媒ライン36を通して酸精製フィルタドライヤ38へと導出され、酸、水分、微粒子といった不純物が気体が冷媒ライン44を通じてコンプレッサ40のサクションポート42へと通過する前に除去される。サクションラインアキュムレータ46は、ライン44に配設されており、液体冷媒が全くコンプレッサのサクションポート42へと流れないようにさせている。逆止弁45は、フィルタドライヤ38からコンプレッサへと向かった方向にのみ流れるようにされていて、ライン44に配設されている。市販に利用できるロータリコンプレッサが好ましいがコンプレッサ40は、往復型、スクロール型又はスクリュー型といったいかなるコンプレッサとされていても良い。
枝連結17は、ライン28において逆止弁35の下流側、かつアキュムレータ/オイルトラップ32の上流側の位置に配置されており、冷媒ライン37は、ソレノイドバルブ1を通して回収装置30のハウジングにマウントされたカップリング27にまで延ばされ、外側冷媒ラインに連結されている。ライン37は、カップリング27からライン28へと選択的に開閉自在なソレノイドバルブ1を通じて連通されている。枝連結19は、ライン28において枝連結17の下流側かつ、アクチュエータ/オイルトラップ32の上流側に配置され、バイパスライン41は、ソレノイドバルブ2を通して枝連結19からフィルタ/ドライヤ38の下流側のライン44に配設された枝連結43へと延ばされている。ライン41は、アキュムレータ/オイルトラップ32及びフィルタ/ドライヤ38をバイパスする冷媒流路を与えている。通常閉のソレノイドバルブ2は、選択的に開かれてバイパスライン41を通じて冷媒を流すようにさせている。
コンプレッサ吐出ポート48は、冷媒ライン52を介してオイルセパレータ50と連通されており、このセパレータは、従来のフロート駆動されるオイルセパレータとすることができる。このセパレータは、回収コンプレッサ40からのオイルを気体状の冷媒から分離させ、フロートにより制御されたリターンライン54を介してコンプレッサ40のサクションポート42の上流側のライン44へと流させている。ライン54は、充分なオイルが戻るがコンプレッサのサクション側へと高圧の冷媒蒸気が戻らないようにバイパスを制限するサイズとされている。オイルセパレータ50のアウトレットは、ライン56を介して熱交換器70の凝縮コイル60のインレット62に連結されている。電気的にアクチュエートされるコンデンサファン80が熱交換器70に設けられていて、コンデンサコイル60を横切って周囲空気を流させている。
コンデンサコイル60のアウトレット64からは、適切な導管66が冷媒を枝連結65へと導いている。この枝連結65からは、1つの枝ライン68が別の電気的に駆動されるソレノイドバルブ4を通されており、その後逆止弁55へと通されるようにされているとともに、回収装置30のハウジングにマウントされたカップリング29へと連結されている。これは、ライン68を外側冷媒ラインと連結させている。説明する実施例では、膨張バルブ74は、キャピラリチューブとされ、ストレーナ76は、キャピラリチューブの上流側に配置されて、キャピラリチューブを詰まらせる可能性のあるいかなる粒子をも除去するようにされている。膨張デバイス74は、広く市販に用いられている周知の数多くの冷媒膨張デバイスのうち、いずれから構成されていても良い。ライン72は、膨張デバイス74がソレノイドバルブ4が配設された導管68に再度結合するように配設され、双方のデバイスの下流側で逆止弁55の上流側の第2の枝連結75に連結される。逆止弁55は、ライン68を通して枝連結75からカップリング29へと流すようにさせているとともに、カップリング29の動作の間に連結されるいかなる外側ラインからもライン68へと逆流させないようにしている。ソレノイドバルブ4と膨張デバイス74とは、並列な流れの関係にあることは理解されよう。この結果、ソレノイドバルブ4が開かれると、冷媒流は、膨張デバイス74の高い抵抗によりライン68及びソレノイドバルブ4を通じて実質的に制限を受けないようにして流される。他方では、バルブ4が閉じられている場合には、冷媒流は、ライン72及び膨張デバイス74を通じて流される。
回収装置30が外側冷媒ラインを通じて貯蔵タンク110へと連結され、この貯蔵タンクは、この実施例では冷媒回収システム100の一部分とされている。外側冷媒ライン85は、回収装置30のカップリング25と冷媒廃棄装置100の貯蔵タンク110の第1のポート105の間に連結される。外側冷媒ライン87は、回収装置30のカップリング27と冷媒廃棄装置100の貯蔵タンク110の第2のポート107の間に連結されている。外側冷媒ライン89は、回収装置30のカップリング29と冷媒廃棄装置100の貯蔵タンク110上の第3のポート109の間に連結されている。
冷媒廃棄装置20から冷媒を廃棄させる場合には、冷媒回収装置30は、気体冷媒回収モード又は液体冷媒回収モードのどちらにおいても運転される。各ソレノイドバルブ1〜5のそれぞれの位置を選択することによって、液体又は気体の冷媒を回収する回収装置を通る冷媒流路が形成される。ソレノイドバルブの開は、作業者が所望の回収モードを選択することによって、作業者又はマイクロプロセッサといった制御装置(図示せず)によって自動的に制御できる。回収装置の手動操作における詳細な説明は、カバナー等の米国特許第5,181,390号、「手動操作による冷媒回収装置」、及びペイジ等による米国特許第5,243,828号「手動操作される冷媒回収装置におけるコンプレッサ保護のための制御システム」における回収装置30と同様である。回収装置30のマイクロプロセッサ自動制御は、共通の出願人譲受人に係るペイジ等の米国特許第5,247,804号「液体回収を含む冷媒の回収及び精製方法及び装置」と同様である。
従来の冷媒回収システムにおいては、回収/貯蔵タンクは、冷媒含有装置から排出された液体及び気体冷媒を受け取るために設けられている。この回収タンクは、排出された冷媒が別体となったシステムでの廃棄をするために回収されるか、又はより一般にはオフサイト処理を行うために出荷するための貯蔵容積を提供する目的で設けられている。しかしながら、本発明のシステムにおいては、冷媒廃棄装置100が、従来のシステムに伴う従来の回収タンクの代わりに用いられている。冷媒廃棄装置100は、ポート105,107,109を通して冷媒流体を流すように制御するためのバルブを備えた貯蔵タンク110の他、反応器130を含んで構成され、この反応器130の内部では、冷媒が可溶性のハライド及び非ハロゲン化された、例えばCO2、H2Oといった気体へと化学的に変換され、これらの化物は、環境的な配慮を行わずに廃棄することができるようにされている。
図2を参照して、特に貯蔵タンク100及び冷媒分解反応器130がハウジング102内に配設されているのが示されている。示してある好適な実施例においては、貯蔵タンク100は、熱交換器120に直隣接して配設されており、この熱交換器120は、反応器130に直隣接して配設されている。反応器130は、断熱されたアクセスドア134を備え、内部にオーブンチャンバ135を画成する断熱性ハウジング132を有している。交換可能な反応器コア140は、支持チャンバ136の頂部において、オーブンチャンバ135内に配置されている。ヒータ138は、支持チャンバ136下側のチャンバ135内に配設されているとともに、所望する温度へと反応器コアを加熱する。ヒータ138は、図1〜図6に示された電気抵抗加熱要素を備えていても良く、又はプロパンバーナといったフレームバーナ又は別のタイプの加熱手段を有していても良い。廃棄装置100の別の実施例では、図7に示されているように、またさらに後述するようにヒータは、マイクロウエーブデバイスを備えている。
第1のポート105、第2のポート107、第3のポート109はそれぞれ、ハウジング102に配設されており、さらにこれらに付随する上述した反応体回収装置30のそれぞれのカップリングに連結されるそれぞれの外側冷媒ラインに連結するためのカップリングを備えている。第1のポート105は、導管111を備えており、貯蔵タンク110の内側に連通されている。第2のポート107は、導管113を通じて貯蔵タンク110の内側に連通されているとともに、導管115を介して反応器130と連通されている。第3のポート109は、導管117を通して貯蔵タンク110の内側に連通されているとともに、導管119を通して反応器130と連通されている。選択的に駆動可能なソレノイドバルブ112,114,116は、導管115,117,119にそれぞれ設けられている。閉じられた位置においては、各バルブ112,114,116は、それぞれの導管115,117,119を通して流れるのを防止しているとともに、開位置においては、それぞれの導管を通して流れるようにさせている。
図面に示した好適な実施例では、導管115及び119は、貯蔵タンク110及び反応器130の中間に配設された熱交換器120を通されている。冷媒廃棄装置100が冷媒分解モードで運転されている場合には、より詳細には後述するように冷媒が液体貯蔵タンク110から導管115及び119を経て反応器130へと流され、熱交換器120を通過するにつれ、加熱されるようにされている。反応器130から気体が導管115,119に戻されると、気体は、熱交換器120を通過する。このような方法により、反応器130の内部で冷媒が分解されて発生した気体の熱は、熱交換器120内で回収されるとともに、分解するために反応器130を通過する冷媒を予熱するようにされている。
冷媒分解モードにおいて冷媒廃棄装置100を運転している間には、冷媒は、貯蔵タンク110から反応器130の反応チャンバ135へと分解のために通される。ベッド中の試薬のタイプに応じて、冷媒中のハロゲン化炭化水素は、反応器コア140内に残留するハライド及び炭素の他、二酸化炭素、水、HCl及びHFといった容易にシステム内において中和することができる酸環境的に許容可能な反応生成物へと反応器コア140内で変換される。反応器コア140が消費されると、アクセスドア134が開かれ、使用された反応器コアが、取り外されてフレッシュな反応体と交換され、分解プロセスが繰り返される。分解される冷媒の反応チャンバ135への流入が開始するに先だってヒータ138が駆動されて、反応チャンバ135及び反応器コア140を予熱するとともに、所望する温度に維持させる。この温度は、冷媒分解プロセスの間に反応器コア140内で生じる特定の化学反応に対して選択されたものである。
反応器コア140は、ハロゲン化冷媒化合物をハライドへと変換するに好適な化学反応体のベッドを備えている。反応器コア140に好適に用いられ、ハロゲン化した炭化水素をハライドへと還元するために有効な試薬の例としては、ソジウムオキサレート、炭酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウムといった電解質、アンモニア及びアミンといったルイス塩基を挙げることができる。概ね、親冷媒分子からハロゲンを引き抜くことができるいかなる電子供与体分子でも、反応器コア140内における反応体として用いることができる。上述した電子供与性種のアルカリ塩は、反応器コア140内での反応体として好ましく、この理由は、使用済みの反応器コアに保持される反応生成物が水溶性で、環境的に許容でき、容易にNaCl,NaFとして廃棄できるためである。反応器コアに用いられる還元剤の例としては、約300℃〜約500℃に加熱されたソジウムオキサレートのベッドを挙げることができる。ハロゲン化炭化水素分解反応は、反応器コア内で用いられるが、ハライドや炭素を発生させる還元反応に限定されるわけではない。ハロゲン化炭化水素はまた、酸化反応によっても分解することができ、このような反応としては、酸素とベッド中に分散された活性炭といった触媒とを用いるものを挙げることができる。これらの反応は、二酸化炭素、水、HCl及びHFといったシステム内において容易に中和できる酸等の反応生成物を与える。
運転に際しては、冷媒廃棄装置100は、いかなる従来の冷媒回収装置と連結されても良い。この冷媒回収装置は、従来の冷媒回収/貯蔵タンクが連結されていても良く、かつ同様な方法により連結することもできる。上述したように、図1に示した冷媒回収装置においては、冷媒廃棄装置100は、3つの外側冷媒ラインを通して冷媒回収装置に連結されている。これらのラインは、冷媒廃棄装置100と冷媒回収システム30の間を往復させるように連通されている。外側冷媒ライン85は、回収装置30のカップリング25と冷媒廃棄装置100の貯蔵タンク110の第1のポート105の間を連結している。外側冷媒ライン87は、回収装置30のカップリング27と冷媒回収装置100の貯蔵タンク110の第2のポート107の間を連結している。外側冷媒ライン89は、回収装置30のカップリング29と冷媒回収装置100の貯蔵タンク110の第3のポート109の間を連結させている。
冷媒回収装置10の運転についてそれぞれ異なった4つのモード、液体回収モード、気体回収モード、貯蔵タンク冷却モード、冷媒分解モードを以下に説明する。特に図3を参照すると、液体回収モードにおいては、液体冷媒は、冷媒含有装置20から冷媒回収装置30へとライン22,13,24を通してサービスゲージマニホールド14を介して流入する。冷媒回収装置30では、選択的に位置決出めできるバルブ2,3が閉位置とされており、選択的に位置決めできるバルブ1,5は、開かれている。冷媒廃棄装置100では、選択的に位置決めできるバルブ114は、開かれており、選択的に位置決めできるバルブ112,116は、閉じられている。バルブ3を閉じてバルブ5を開くと流入する冷媒は、ライン28,26,85を通して直接廃棄装置100の第1のポート105へと流され、その後導管111を通って貯蔵タンク110へと導入される。
同時に、気体状の冷媒は、貯蔵タンク110の上部から第2のポート107を介してライン87を通り、ライン37と開かれたバルブ1とを通って回収装置30へと排出される。この際、冷媒気体は、ライン28を通り、アキュムレータ/オイルトラップ32を通り、フィルタドライヤ38を通り、ライン44と、アキュムレータ46とを通り、サクションポート42及びコンプレッサ40へと流される。圧縮された冷媒は、コンプレッサ40から排出されライン52、オイルセパレータ50、ライン56を通って空気冷却コンデンサ70へと流される。バルブ4が開いていると、圧縮され凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通り、その後ライン66と、68と、開かれたバルブ4と、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポート109へと流される。バルブ4が閉じられていると、圧縮され、凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70から、その後ライン66,72を通り、膨張バルブ74を通され、圧縮された液体が低圧へと膨張され、さらに膨張により冷却される。膨張コイル74からの冷媒は、ここでは液体と気体の混合物とされており、枝連結75の下流側のライン68の部分を通り、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポートへと流される。バルブ114が開かれ、バルブ116が閉じられると、液体冷媒は第3のポート109を通り、ライン117を通り、貯蔵タンク110へと直接流される。
図4を参照すると、気体回収モードにおいては、気体冷媒は、冷媒回収装置30へと冷媒含有装置20からサービスゲージマニホールド14を介してライン22,12,24を通して導入される。冷媒回収装置30においては、選択的に位置決め可能なバルブ1,2,5は、閉じられ、選択的に位置決め可能なバルブ3は開かれている。冷媒廃棄装置100においては、選択的に位置決め可能なバルブ114は開かれた位置とされ、選択的に位置決め可能なバルブ112と116とは、液体回収モードと同じように閉じられた位置とされている。バルブ5が閉じられ、バルブ3が開かれて、ライン28を通じて流入する冷媒は、アキュムレータ/オイルトラップ32を通り、フィルタドライヤ38を通り、ライン44を通り、アキュムレータ46を通り、サクションポート42及びコンプレッサ40へと流される。圧縮された冷媒は、コンプレッサ40から排出されライン52、オイルセパレータ50、ライン56を通って空気冷却コンデンサ70へと流される。バルブ4が開いていると、圧縮され凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通り、その後ライン66と、68と、開かれたバルブ4と、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポート109へと流される。バルブ4が閉じられていると、圧縮され、凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通され、その後ライン66,72を通り、膨張バルブ74を通され、圧縮された液体が低圧へと膨張されさらに膨張により冷却される。膨張コイル74からは冷媒は、この時液体と気体の混合物とされており、枝連結75の下流側のライン68の部分を通り、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポートへと流される。バルブ114が開かれ、バルブ116が閉じられると、液体冷媒は第3のポート109を通り、ライン117を通り、貯蔵タンク110へと直接流される。
貯蔵タンク110が過熱される場合には、回収システム10は、貯蔵タンクを冷却モードとし、これが図5に示されている。冷媒回収装置30では、選択的に位置決め可能なバルブ2,3,4,5が閉じられ、選択的に位置決め可能なバルブ1が開かれている。冷媒廃棄装置100では、選択的に位置決め可能なバルブ114は、開かれ、選択的に位置決め可能なバルブ112及び116は、液体回収モードのように閉じられている。気体状の冷媒は、貯蔵タンク110の上部から第2のポート107を介してライン87を通り、ライン37を通り、開かれたバルブ1を通って回収装置30へと排出される。この内部においては、冷媒気体は、ライン28を通り、アキュムレータ/オイルトラップ32を通り、フィルタドライヤ38を通り、ライン44を通り、アキュムレータ46を通り、サクションポート42及びコンプレッサ40へと流される。圧縮された冷媒は、コンプレッサ40から排出されライン52、オイルセパレータ50、ライン56を通って空気冷却コンデンサ70へと流される。バルブ4が開いていると、圧縮され凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通り、その後ライン66と、68と、開かれたバルブ4と、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポート109へと流される。バルブ4が閉じられていると、圧縮され、凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通され、その後ライン66,72を通り、膨張バルブ74を通され、圧縮された液体が低圧へと膨張されさらに膨張により冷却される。膨張コイル74からは冷媒は、液体と気体の混合物とされており、枝連結75の下流側のライン68の部分を通り、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポートへと流される。バルブ114が開かれ、バルブ116が閉じられると、液体冷媒は第3のポート109を通り、ライン117を通り、貯蔵タンク110へと流される。
貯蔵タンク110は、反応器130内の反応器コア135によって効率的に分解される冷媒の量を、反応器コアの交換を行わずに保持するサイズとされていることが好ましい。貯蔵タンク110がいっぱいになると、冷媒回収システムは、冷媒分解モードとされ、この冷媒分解モードは、特に図6に示されている。冷媒分解モードで冷媒回収システム10を運転するためには、冷媒回収装置30は、回収モードから上述したようにリサイクルモードへと切り替えられ、廃棄装置100は、冷媒回収モードから切り替えられる。冷媒回収装置30では、選択的に位置決め可能なバルブ2,3,5は閉じられた位置とされ、選択的に位置決め可能なバルブ1,4は、開かれている。冷媒廃棄装置100では、選択的に位置決め可能なバルブ114は閉じられ、選択的に位置決め可能なバルブ112,116は、開かれている。
冷媒分解モードでは、ヒータ138が駆動されて加熱が行われ、所望する温度に反応チャンバ135及び反応器140コアを維持する。このモードでの運転を開始させるために、気体状の冷媒は、貯蔵タンク110の上部から第2のポート107を介してライン87を通り、ライン37と開かれたバルブ1とを通って排出される。この際、冷媒気体は、ライン28を通り、アキュムレータ/オイルトラップ32を通り、フィルタドライヤ38を通り、ライン44とアキュムレータ46とを通り、サクションポート42及びコンプレッサ40へと流される。圧縮された冷媒は、コンプレッサ40から排出され、ライン52、オイルセパレータ50、ライン56を通って空気冷却コンデンサ70へと流される。バルブ4が開いていると、圧縮され凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通り、その後ライン66と、68と、開かれたバルブ4と、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポート109へと流される。バルブ114が閉じられ、バルブ116が開かれているので、冷媒は第3のポート109を通って導管119へと流され、熱交換器120へと流され反応器130の反応チャンバ135へと流されて、冷媒は、適切な反応体と反応され冷媒中のハロゲン化炭化水素分子をハライド及び上述した気体状生成物へと変換する。
冷媒と反応器コア内の試薬との反応の間に発生したこの気体状反応生成物は、未反応の冷媒とともに反応チャンバ135から導管115と開かれたバルブ112と、第1のポート107と、外側冷媒ライン87とを通して流されて排出され、循環モードとされる運転を続ける回収装置を通してリサイクルされている。これらの気体と冷媒の混合物は、タンク110から導管113を通して第1のポート107から排出され、その後外側冷媒ライン87を通される。気体状反応体は、導管115を通り、熱交換器120を通されて、気体が冷却される。熱交換器120内の気体から抽出された熱は、流体が流れている導管119及び反応チャンバ135に伝達される。したがって、熱交換器120は、予熱装置として及び少なくとも一部反応チャンバ135に通された流体を気化させるように機能するばかりではなく、反応装置から排出される加熱された気体の温度を回収装置130の許容可能な温度へと冷却する。
循環サイクルは、すべての冷媒が分解されるまで上述した冷媒分解モードを行なう回収システム10を通して必要に応じて流体を1パス以上連続して流すようにされている。この後、廃棄装置100のバルブ112,116は、閉じられ、ヒータが停止される。反応チャンバが充分冷却されると、アクセスドア134が開かれて使用済みの反応器コアが除去されてフレッシュな反応器が挿入され、アクセスドアが閉じられる。廃棄装置100は、タンク110が再度いっぱいになるまで、冷媒の別のバッチを処理することが可能とされる。
図7を参照すると、冷媒廃棄装置100の別実施例が示されており、この冷媒廃棄装置100では、ヒータ138は、反応チャンバ135に付随するマイクロウエーブヒータを備えており、このヒータは、反応器コア140をマイクロウエーブ輻射により加熱するようにされている。反応器コア140を形成する材料がマイクロウエーブ輻射によって効果的に加熱できるような適切なマイクロウエーブ抵抗性を有していない場合には、好適なマイクロウエーブ抵抗性材料、具体的には例えば炭素粒子、好ましくは活性炭粉末、シリコンカーバイド粉末又はそのファイバが、反応器コア140に分散されて、マイクロウエーブ輻射による反応器コア140の加熱を効率化させることもできる。従来市販のマイクロウエーブジェネレータである2.54GHz周波数のマイクロウエーブ輻射の他、異なった周波数のマイクロウエーブ輻射もまた、用いることができる。マイクロウエーブ輻射はまた、酸化反応、還元反応、又は上述した加水分解ベースの反応によってハロゲン化炭化水素を分解する試薬を含有する反応コアとともに用いることができる。
マイクロウエーブヒータが用いられる場合には、反応器コア140は、より迅速に、電気抵抗ヒータやフレームヒータといった伝導による加熱よりも特にコアの中心部をより高いベッド温度まで加熱できる。電気抵抗ヒータ、伝導及び/又は熱輻射によって加熱を行うバーナ及びこれとは別の従来のヒータでは、反応コア140の他、反応チャンバ135を画定する反応器の壁の迅速な加熱は困難である。マイクロウエーブ輻射及び適切なコア材料を用いることによって、反応器コアそれ自体だけを加熱することができる。さらに、マイクロウエーブ輻射の特性により、反応器コアの中心部140は、伝導による加熱が用いられている場合のように反応コアの表面からの伝導により間接的に加熱されるのではなく直接的に加熱される。
例えば、ソジウムオキサレートが充填されたベッドを備えた反応器コアを0.9ft3のマイクロウエーブチャンバ内に配置させて、2.54GHzの周波数のクオーツチューブエミッタからのマイクロウエーブ輻射を照射する。クオーツ内に収容された熱電対をベッド中に配置し、その金属チップを充填されたベッドの中心部に直接接触させる。800Wの水準のパワーで1分間照射した後、熱電対は、180℃を超えていた。約6mm/min.の流速で5psigの循環されたR12冷媒流を処理した場合には、充填されたベッドの中心は、1時間30分の照射にわたって約100℃〜約190℃の温度範囲に保持されていた。
反応器コア全体にわたってマイクロウエーブ抵抗性の高い材料を有する材料を分散させることによって、より高いベッド温度が達成できる。例えば、0.7gのカーボン粉末を3.1gのソジウムオキサレートが充填されたベッドに分散させ、800Wの上述したマイクロウエーブチャンバ内でマイクロウエーブ輻射を照射した。充填されたベッド中心部の温度は、14秒で830℃に達した。ソジウムオキサレートを5.1g充填したベッドに痕跡量の炭素パウダーを分散させ、同様にして800Wの出力のマイクロウエーブ輻射を照射したところ、ベッドの中心温度は、11秒で約580℃に達した。
さらに例えばシリコンカーバイドパウダー又はファイバといった別の材料を反応器コアベッドに混合して用い、マイクロウエーブ輻射に対する応答性を改善することができる。例えば、0.0296gのSiC粉末をソジウムオキサレートが充填されたベッドにわたって分散する。出力を800Wとした上述の例のようなマイクロウエーブ輻射を照射すると、23秒でベッド温度は、400℃を超えた。
マイクロウエーブ加熱は、反応器コア140に対して比較的高い温度、例えば1000℃を与えることができることから、マイクロウエーブヒータ138は、オン/オフを繰り返させて電力消費を低減させることが可能となる。また、より高いベッド温度を得ることができることにより、より高い反応速度をベッド中において得ることができるので、電力消費の他にも冷媒の完全な分解に必要な時間を低減させることができる。
冷媒の分解中に反応器コア140内で発生する反応が充分に発熱性であれば、加熱デバイス138は、反応熱が充分で反応器コアを所望する温度にまで昇温させるとともに維持することができれば排除又は小型化することができる。電気抵抗ヒータ、フレームヒータ、マイクロウエーブ、又は別の加熱手段を用いるかに応じて、冷媒廃棄装置100は、ハロゲン化炭化水素をより環境的に許容される化合物へと分解させる手段となる。冷媒廃棄装置100は、サイトからサイトの間で移動可能なポータブル構造内に収容することができる。冷媒廃棄装置100は、回収タンク及びリサイクルモードで運転可能とされたいかなる従来の冷媒回収装置に連結させて用いることができる。従来の冷媒回収システムは、標準的な冷媒回収タンク及び従来の回収タンクのために備えられていたと同一の連結を取り去り、冷媒廃棄装置100へと連結することにより、現場冷媒廃棄型へと変更できる。廃棄装置100はまた、回収装置30とは独立して運転することも可能であり、かつ反応器コア140を通して循環させるためのポータブルポンプシステムを用いてポータブルデバイスとすることができる。
本発明は、概ね冷媒回収システムに関し、より具体的には回収された冷媒のオンサイト分解に関連して用いられる冷媒廃棄システムに関する。この冷媒廃棄システムは、冷媒が気体又は液体として回収されるか否かに拘わらず従来の冷媒回収システムに用いるために好適である。
背景技術
広く多様性を持った機械的冷凍システムは、現在例えば、局所的な冷却、商業的冷凍、空調機、除湿器、食品冷凍、冷却及び製造プロセスといったこれら以外の多くの用途において用いられている。機械的冷凍システムの主要なものは、類似する良く知られた原理にしたがって運転されており、この原理においては冷媒が流れる閉鎖ループの流体回路が用いられる。これらの機械的冷凍システムによく見られることは、このようなシステムが周期的にサービスを必要とすることにある。このようなサービスは、システム部品除去、交換、修理を含んでいる。さらに通常のシステム運転の間には、冷媒は、冷凍回路内の外部物体により汚染されたり、システム内の過剰の水分により汚染される。このような過剰の水分は、膨張バルブ内及びキャピラリチューブにおける氷結を引き起こすとともに、金属、銅メッキの腐食を生じさせ、密閉型コンプレッサの密封性に対して化学的な損傷を与える。酸は、冷媒の過熱によるモータの焼付のために発生する。このような焼付は、摩擦によって発生した破片が局所的な過熱部位を生じさせ冷媒を過熱してしまうのでその性質が一時的な又は局在化した性質を有する。関心の持たれる主な酸は、HCl及びHFであるが、これ以外の酸及び汚染物質は、オイル、断熱材、ワニス、ガスケット、接着剤の分解による生成物として製造される。このような汚染は、部品の故障を生じさせることもあり、又はシステムの運転効率を改善するためには冷媒の交換が望ましい場合もある。
冷凍システムをサービスする場合には、システムの部品をサービスし、修理するに先だってシステムから冷媒を排出させることが必要である。しかしながら、古い冷媒システムは、典型的にはR−11、R−12といったクロロフロロカーボン化合物(CFCs)を用いており、これらのクロロフロロカーボンは、成層圏のオゾンに対し悪影響を与えると考えられている。より最近では、冷凍システムは、成層圏のオゾンに対して僅か又は全く影響を与えないR−22及びR−123、ハイドロフロロカーボン(HCFs)といったハイドロフロロカーボンを用いて市販されているものの、それらが比較的長期間大気中に存在することから地球温暖化を生じさせるものと考えられている。すなわち、現在では上述したような従来の冷媒を冷凍システムから大気へといかなるタイプの冷媒でも廃棄させないようにすることが環境的に許容されること、と考えられている。
したがってこのようなシステムは、冷凍システムから冷媒を回収するように設計されている。代表的な従来の冷媒回収システムの例としては、ローウエル(Lower)等による米国特許第4,441,330号「冷媒回収及び再充填システム」;ゴダード(Goddard)による米国特許第4,476,688号「冷媒回収及び精製システム」;スクデリ(Scuderi)による米国特許第4,766,733号「冷媒回収及び充填ユニット」;マンツ(Manz)等による米国特許第4,809,520号「冷媒回収及び精製システム」;ルーニス(Rounis)による米国特許第4,862,699号「潤滑油からの冷媒の回収、精製、分離のための方法及び装置」;メリット(Merritt)による米国特許第4,903,499号「冷媒回収システム」;ハンコック(Hancock)等による米国特許第4,942,741号「冷媒回収デバイス」;ペイジ(Paige)等の米国特許第5,127,232号「冷媒の回収及び精製のための方法及び装置」;ペイジ等による米国特許第5,146,760号「冷媒回収システムにおけるコンプレッサ保護のための方法及び装置」;カバナー(Cavanaugh)等による米国特許第5,146,761号「冷媒回収のための方法及び装置」;ペイジ等の米国特許第5,174,124号「冷凍回路を通って流れる冷媒流の純度をサンプリングするための装置」;カバナー等による米国特許第5,181,390号「手動操作される冷媒リカバリー装置」;ペイジ等による米国特許第5,243,828号「手動操作される冷媒回収装置におけるコンプレッサ保護のための制御システム」;ペイジ等の米国特許第5,247,804号「液体回収物を含む冷媒の回収及び精製方法及び装置」;ペイジによる米国特許第5,255,527号「冷凍システムを通して流れる冷媒の純度を試験するための方法」に開示されている。
上述の特許に開示されるシステムに例示される従来の冷媒回収システムにおいては、冷凍システムから廃棄される冷媒は、凝縮され貯蔵タンク内に回収される。回収された冷媒が現時点で環境的に許容できないものと考えられる種類のものである場合には、冷媒貯蔵タンクはシールされ回収システムから除去されて分解のための処理センターへと送られる。この処理センターでは、冷媒は例えば高温の酸化反応、触媒化学反応、溶媒和電子との反応/還元、又は嫌気性又は好気性環境下における生物学的分解により処理されて、環境的に好ましい製造物へと冷媒が分解される。大規模な処理センターにおける大容量での冷媒のバッチ処理は好ましいが、このような処理は冷媒が回収される冷凍システムの場所において、オンサイトで回収された冷媒の小バッチ処理に用いるためには最適なものではない。回収された冷媒のオンサイト廃棄は、オフサイトの処理センターへと回収された冷媒の除去に伴う輸送コストや取扱コストの発生を避けることができる。環境的に許容可能な方法によるオンサイトでの回収冷媒の廃棄はまた、車両用空調ユニット、輸送冷凍ユニット、室内空調機、より小さな空調機又は冷凍装置に関連して用いる際に特に有効である。
本発明の目的は、回収サイトにおける回収冷媒の現場廃棄のためのシステムを提供することを目的とする。
また、本発明の別の構成では、回収のための処理設備への輸送を必要としないで容易に再使用可能な現場冷媒廃棄を提供するものである。
発明の開示
冷媒を含有するシステムからの圧縮可能冷媒の現場分解のシステムは、冷媒含有装置から受け取った液体又は気体冷媒といった冷媒を回収するための冷媒回収装置と、回収装置から受け取った冷媒を分解するための冷媒廃棄装置とを備えている。この廃棄装置は、回収装置から受け取った冷媒を回収するための貯蔵タンクと、貯蔵タンクに回収された冷媒を収容し、貯蔵タンクから受け取った冷媒を分解する反応デバイスとを備えている。この回収装置は、第1のポートが直接設けられた冷媒収容装置から流される液体冷媒を貯蔵タンクへと流すための第1の通路を備えている。この回収装置はまた、貯蔵タンクへと開口した第2のアウトレットを通して冷媒収容装置から気体冷媒を受け取るための第2の通路を備えている。コンプレッサデバイスとコンデンサデバイスとは、第2のアウトレットの上流側の第2の流路に配設されている。コンプレッサデバイスは、これに送られる気体冷媒を圧縮させ、コンデンサデバイスは、圧縮された冷媒を冷却するとともに、すでに圧縮された冷媒の少なくとも一部を凝縮させ、少なくとも一部の凝縮された冷媒が、貯蔵タンクへと第2のアウトレットへと通して流される。熱交換器は、反応器とともに運転できるように配設されていて、貯蔵タンクから反応器へと通過する冷媒を加熱し、かつまた反応器から排出される反応生成物を冷却している。
反応デバイスは、アクセスドアを備えるハウジングを有しているとともに、これらの間に交換可能な反応器が配設される反応チャンバを画定している。反応器コアは、受け取られた冷媒と化学的に反応する機能を有する試薬を含有している。ヒータデバイスは、反応チャンバに付随して運転されるように配設されており、反応チャンバ及び反応器コアを所望する温度にまで加熱する。この反応温度において試薬は、最も効率的に冷媒と反応されるようにされている。ハロゲン化ハイドロカーボン冷媒については、反応器コア内に収容された試薬は、ハロゲン化ハイドロカーボンをハライドへと還元するに効果を有するソジウムオキサレート(sodium oxalate)、炭酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、アンモニア、アミンといった試薬を含有している。これとは別に反応器コアに収容された試薬はまた、ハロゲン化ハイドロカーボンを二酸化炭素、水、容易に中和できる酸へと酸化するために有効な試薬を含有していても良い。
本発明は、添付する図面をもってする好適な実施例の説明により、より理解されよう。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の冷媒廃棄システムを用いた冷媒回収システムの概略図である。
図2は、図1に示した冷媒回収システムの冷媒廃棄装置を拡大して示した図である。
図3は、液体冷媒回収モードで運転されている図1の冷媒回収システムの概略図である。
図4は、気体冷媒回収モードで運転されている図1の冷媒回収システムの概略図である。
図5は、貯蔵タンク冷却モードで運転されている図1の冷媒回収システムの概略図である。
図6は、冷媒分解モードで運転されている図1の冷媒回収システムの概略図である。
図7は、本発明の冷媒廃棄装置の別実施例の拡大図である。
発明の最良の実施形態
図1を参照して、冷媒含有装置20から排出された冷媒を処理するために好適な冷媒回収システム10が示されている。冷媒含有装置20は、仮に住居用空調機、市販の空調システム、冷凍機、フリーザ、冷凍貨物コンテナ及びこれ以外の設置型又は車両用空調機のメカニカル冷凍システムであり、これらは冷媒を熱交換流体として用いる冷凍装置であるものとする。この冷媒回収システム10は、図1に示されるように2つの領域と、冷媒回収装置30とを備えており、この冷媒回収装置30は、システム10の部品とそれに伴う制御装置とを備えていて、廃棄された冷媒を回収するように運転される。さらに、この冷媒回収システム10は、冷媒廃棄装置100を有しており、この冷媒廃棄装置は、回収した冷媒を回収し分解するように駆動されるシステム10の部品と、それに伴う制御装置と、を有する。冷媒回収装置30と、冷媒廃棄装置100とは、それらの自己収容型のコンパクトハウジング内に収容されている(概略的には波線30と100によって図1に示されている)か、又は回収装置30と廃棄装置100とは、単一のハウジング内に収容されていても良い。これらの領域のそれぞれの詳細、相互の結合、互いの関連についてはより詳細に後述する。冷媒回収装置30については従来のキャリアコーポレイションで用いられる図1に示すタイプの冷媒回収装置の実施例に関連させて後述するが、この冷媒廃棄装置100は、市販に利用できる種々のタイプの冷媒回収装置に用いることもでき、本発明は、用いられる冷媒回収装置の特定の実施例に限定されるものではない。
従来では、標準的なゲージとサービスマニホルド14とは、サービスされる冷媒含有装置20と冷媒回収システム10の回収装置30との間に配置される。このマニホルド14は、標準的な方法によりサービスを受ける冷媒含有装置20へと連結されており、1つのライン16は、装置20の低圧側に連結され、別のライン18は、装置20の高圧側へと連結されている。フレキシブルな高圧冷媒ライン13は、サービス用マニホルド14と回収装置30のハウジングにマウントされた第1のカップリング23の間を連結しており、カップリング23から回収装置30の冷媒ライン28の枝連結11へとカップリング23から延びた冷媒ライン24と連通されている。
枝連結11からは、冷媒ライン28を通して2つの冷媒通路が設けられている。一方の通路は、液体通路であり、枝連結11から電気的に駆動可能なソレノイドバルブ5へと図1の左側に延びている。冷媒ライン26は、ソレノイドバルブ5から回収装置30のハウジングにマウントされた第2のカップリング25まで延ばされており、外側冷媒ラインに連結されて収容して冷媒ライン26とこれに連結された外側冷媒ラインの間を連通させている。別の通路、すなわち気体通路は、図1の右側へと枝連結11から電気的に駆動されるソレノイドバルブ3へと延ばされている。ソレノイドバルブ3及び5は、回収システムの別のソレノイドバルブと同様に選択的に駆動されて開位置に駆動された場合には冷媒を流させるか、閉位置に駆動されると冷媒がそれを通じて流されないようにさせている。
ソレノイドバルブ3から冷媒ライン28は、逆止弁35を通してオイルドレイン口34を備えたアキュムレータ/オイルトラップ32の連結体のインレットへと延ばされている。逆止弁35は、回収システム10の冷媒がサービスされる装置20へと逆流するのを防止している。冷媒気体は、アキュムレータ/オイルトラップ32から冷媒ライン36を通して酸精製フィルタドライヤ38へと導出され、酸、水分、微粒子といった不純物が気体が冷媒ライン44を通じてコンプレッサ40のサクションポート42へと通過する前に除去される。サクションラインアキュムレータ46は、ライン44に配設されており、液体冷媒が全くコンプレッサのサクションポート42へと流れないようにさせている。逆止弁45は、フィルタドライヤ38からコンプレッサへと向かった方向にのみ流れるようにされていて、ライン44に配設されている。市販に利用できるロータリコンプレッサが好ましいがコンプレッサ40は、往復型、スクロール型又はスクリュー型といったいかなるコンプレッサとされていても良い。
枝連結17は、ライン28において逆止弁35の下流側、かつアキュムレータ/オイルトラップ32の上流側の位置に配置されており、冷媒ライン37は、ソレノイドバルブ1を通して回収装置30のハウジングにマウントされたカップリング27にまで延ばされ、外側冷媒ラインに連結されている。ライン37は、カップリング27からライン28へと選択的に開閉自在なソレノイドバルブ1を通じて連通されている。枝連結19は、ライン28において枝連結17の下流側かつ、アクチュエータ/オイルトラップ32の上流側に配置され、バイパスライン41は、ソレノイドバルブ2を通して枝連結19からフィルタ/ドライヤ38の下流側のライン44に配設された枝連結43へと延ばされている。ライン41は、アキュムレータ/オイルトラップ32及びフィルタ/ドライヤ38をバイパスする冷媒流路を与えている。通常閉のソレノイドバルブ2は、選択的に開かれてバイパスライン41を通じて冷媒を流すようにさせている。
コンプレッサ吐出ポート48は、冷媒ライン52を介してオイルセパレータ50と連通されており、このセパレータは、従来のフロート駆動されるオイルセパレータとすることができる。このセパレータは、回収コンプレッサ40からのオイルを気体状の冷媒から分離させ、フロートにより制御されたリターンライン54を介してコンプレッサ40のサクションポート42の上流側のライン44へと流させている。ライン54は、充分なオイルが戻るがコンプレッサのサクション側へと高圧の冷媒蒸気が戻らないようにバイパスを制限するサイズとされている。オイルセパレータ50のアウトレットは、ライン56を介して熱交換器70の凝縮コイル60のインレット62に連結されている。電気的にアクチュエートされるコンデンサファン80が熱交換器70に設けられていて、コンデンサコイル60を横切って周囲空気を流させている。
コンデンサコイル60のアウトレット64からは、適切な導管66が冷媒を枝連結65へと導いている。この枝連結65からは、1つの枝ライン68が別の電気的に駆動されるソレノイドバルブ4を通されており、その後逆止弁55へと通されるようにされているとともに、回収装置30のハウジングにマウントされたカップリング29へと連結されている。これは、ライン68を外側冷媒ラインと連結させている。説明する実施例では、膨張バルブ74は、キャピラリチューブとされ、ストレーナ76は、キャピラリチューブの上流側に配置されて、キャピラリチューブを詰まらせる可能性のあるいかなる粒子をも除去するようにされている。膨張デバイス74は、広く市販に用いられている周知の数多くの冷媒膨張デバイスのうち、いずれから構成されていても良い。ライン72は、膨張デバイス74がソレノイドバルブ4が配設された導管68に再度結合するように配設され、双方のデバイスの下流側で逆止弁55の上流側の第2の枝連結75に連結される。逆止弁55は、ライン68を通して枝連結75からカップリング29へと流すようにさせているとともに、カップリング29の動作の間に連結されるいかなる外側ラインからもライン68へと逆流させないようにしている。ソレノイドバルブ4と膨張デバイス74とは、並列な流れの関係にあることは理解されよう。この結果、ソレノイドバルブ4が開かれると、冷媒流は、膨張デバイス74の高い抵抗によりライン68及びソレノイドバルブ4を通じて実質的に制限を受けないようにして流される。他方では、バルブ4が閉じられている場合には、冷媒流は、ライン72及び膨張デバイス74を通じて流される。
回収装置30が外側冷媒ラインを通じて貯蔵タンク110へと連結され、この貯蔵タンクは、この実施例では冷媒回収システム100の一部分とされている。外側冷媒ライン85は、回収装置30のカップリング25と冷媒廃棄装置100の貯蔵タンク110の第1のポート105の間に連結される。外側冷媒ライン87は、回収装置30のカップリング27と冷媒廃棄装置100の貯蔵タンク110の第2のポート107の間に連結されている。外側冷媒ライン89は、回収装置30のカップリング29と冷媒廃棄装置100の貯蔵タンク110上の第3のポート109の間に連結されている。
冷媒廃棄装置20から冷媒を廃棄させる場合には、冷媒回収装置30は、気体冷媒回収モード又は液体冷媒回収モードのどちらにおいても運転される。各ソレノイドバルブ1〜5のそれぞれの位置を選択することによって、液体又は気体の冷媒を回収する回収装置を通る冷媒流路が形成される。ソレノイドバルブの開は、作業者が所望の回収モードを選択することによって、作業者又はマイクロプロセッサといった制御装置(図示せず)によって自動的に制御できる。回収装置の手動操作における詳細な説明は、カバナー等の米国特許第5,181,390号、「手動操作による冷媒回収装置」、及びペイジ等による米国特許第5,243,828号「手動操作される冷媒回収装置におけるコンプレッサ保護のための制御システム」における回収装置30と同様である。回収装置30のマイクロプロセッサ自動制御は、共通の出願人譲受人に係るペイジ等の米国特許第5,247,804号「液体回収を含む冷媒の回収及び精製方法及び装置」と同様である。
従来の冷媒回収システムにおいては、回収/貯蔵タンクは、冷媒含有装置から排出された液体及び気体冷媒を受け取るために設けられている。この回収タンクは、排出された冷媒が別体となったシステムでの廃棄をするために回収されるか、又はより一般にはオフサイト処理を行うために出荷するための貯蔵容積を提供する目的で設けられている。しかしながら、本発明のシステムにおいては、冷媒廃棄装置100が、従来のシステムに伴う従来の回収タンクの代わりに用いられている。冷媒廃棄装置100は、ポート105,107,109を通して冷媒流体を流すように制御するためのバルブを備えた貯蔵タンク110の他、反応器130を含んで構成され、この反応器130の内部では、冷媒が可溶性のハライド及び非ハロゲン化された、例えばCO2、H2Oといった気体へと化学的に変換され、これらの化物は、環境的な配慮を行わずに廃棄することができるようにされている。
図2を参照して、特に貯蔵タンク100及び冷媒分解反応器130がハウジング102内に配設されているのが示されている。示してある好適な実施例においては、貯蔵タンク100は、熱交換器120に直隣接して配設されており、この熱交換器120は、反応器130に直隣接して配設されている。反応器130は、断熱されたアクセスドア134を備え、内部にオーブンチャンバ135を画成する断熱性ハウジング132を有している。交換可能な反応器コア140は、支持チャンバ136の頂部において、オーブンチャンバ135内に配置されている。ヒータ138は、支持チャンバ136下側のチャンバ135内に配設されているとともに、所望する温度へと反応器コアを加熱する。ヒータ138は、図1〜図6に示された電気抵抗加熱要素を備えていても良く、又はプロパンバーナといったフレームバーナ又は別のタイプの加熱手段を有していても良い。廃棄装置100の別の実施例では、図7に示されているように、またさらに後述するようにヒータは、マイクロウエーブデバイスを備えている。
第1のポート105、第2のポート107、第3のポート109はそれぞれ、ハウジング102に配設されており、さらにこれらに付随する上述した反応体回収装置30のそれぞれのカップリングに連結されるそれぞれの外側冷媒ラインに連結するためのカップリングを備えている。第1のポート105は、導管111を備えており、貯蔵タンク110の内側に連通されている。第2のポート107は、導管113を通じて貯蔵タンク110の内側に連通されているとともに、導管115を介して反応器130と連通されている。第3のポート109は、導管117を通して貯蔵タンク110の内側に連通されているとともに、導管119を通して反応器130と連通されている。選択的に駆動可能なソレノイドバルブ112,114,116は、導管115,117,119にそれぞれ設けられている。閉じられた位置においては、各バルブ112,114,116は、それぞれの導管115,117,119を通して流れるのを防止しているとともに、開位置においては、それぞれの導管を通して流れるようにさせている。
図面に示した好適な実施例では、導管115及び119は、貯蔵タンク110及び反応器130の中間に配設された熱交換器120を通されている。冷媒廃棄装置100が冷媒分解モードで運転されている場合には、より詳細には後述するように冷媒が液体貯蔵タンク110から導管115及び119を経て反応器130へと流され、熱交換器120を通過するにつれ、加熱されるようにされている。反応器130から気体が導管115,119に戻されると、気体は、熱交換器120を通過する。このような方法により、反応器130の内部で冷媒が分解されて発生した気体の熱は、熱交換器120内で回収されるとともに、分解するために反応器130を通過する冷媒を予熱するようにされている。
冷媒分解モードにおいて冷媒廃棄装置100を運転している間には、冷媒は、貯蔵タンク110から反応器130の反応チャンバ135へと分解のために通される。ベッド中の試薬のタイプに応じて、冷媒中のハロゲン化炭化水素は、反応器コア140内に残留するハライド及び炭素の他、二酸化炭素、水、HCl及びHFといった容易にシステム内において中和することができる酸環境的に許容可能な反応生成物へと反応器コア140内で変換される。反応器コア140が消費されると、アクセスドア134が開かれ、使用された反応器コアが、取り外されてフレッシュな反応体と交換され、分解プロセスが繰り返される。分解される冷媒の反応チャンバ135への流入が開始するに先だってヒータ138が駆動されて、反応チャンバ135及び反応器コア140を予熱するとともに、所望する温度に維持させる。この温度は、冷媒分解プロセスの間に反応器コア140内で生じる特定の化学反応に対して選択されたものである。
反応器コア140は、ハロゲン化冷媒化合物をハライドへと変換するに好適な化学反応体のベッドを備えている。反応器コア140に好適に用いられ、ハロゲン化した炭化水素をハライドへと還元するために有効な試薬の例としては、ソジウムオキサレート、炭酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウムといった電解質、アンモニア及びアミンといったルイス塩基を挙げることができる。概ね、親冷媒分子からハロゲンを引き抜くことができるいかなる電子供与体分子でも、反応器コア140内における反応体として用いることができる。上述した電子供与性種のアルカリ塩は、反応器コア140内での反応体として好ましく、この理由は、使用済みの反応器コアに保持される反応生成物が水溶性で、環境的に許容でき、容易にNaCl,NaFとして廃棄できるためである。反応器コアに用いられる還元剤の例としては、約300℃〜約500℃に加熱されたソジウムオキサレートのベッドを挙げることができる。ハロゲン化炭化水素分解反応は、反応器コア内で用いられるが、ハライドや炭素を発生させる還元反応に限定されるわけではない。ハロゲン化炭化水素はまた、酸化反応によっても分解することができ、このような反応としては、酸素とベッド中に分散された活性炭といった触媒とを用いるものを挙げることができる。これらの反応は、二酸化炭素、水、HCl及びHFといったシステム内において容易に中和できる酸等の反応生成物を与える。
運転に際しては、冷媒廃棄装置100は、いかなる従来の冷媒回収装置と連結されても良い。この冷媒回収装置は、従来の冷媒回収/貯蔵タンクが連結されていても良く、かつ同様な方法により連結することもできる。上述したように、図1に示した冷媒回収装置においては、冷媒廃棄装置100は、3つの外側冷媒ラインを通して冷媒回収装置に連結されている。これらのラインは、冷媒廃棄装置100と冷媒回収システム30の間を往復させるように連通されている。外側冷媒ライン85は、回収装置30のカップリング25と冷媒廃棄装置100の貯蔵タンク110の第1のポート105の間を連結している。外側冷媒ライン87は、回収装置30のカップリング27と冷媒回収装置100の貯蔵タンク110の第2のポート107の間を連結している。外側冷媒ライン89は、回収装置30のカップリング29と冷媒回収装置100の貯蔵タンク110の第3のポート109の間を連結させている。
冷媒回収装置10の運転についてそれぞれ異なった4つのモード、液体回収モード、気体回収モード、貯蔵タンク冷却モード、冷媒分解モードを以下に説明する。特に図3を参照すると、液体回収モードにおいては、液体冷媒は、冷媒含有装置20から冷媒回収装置30へとライン22,13,24を通してサービスゲージマニホールド14を介して流入する。冷媒回収装置30では、選択的に位置決出めできるバルブ2,3が閉位置とされており、選択的に位置決めできるバルブ1,5は、開かれている。冷媒廃棄装置100では、選択的に位置決めできるバルブ114は、開かれており、選択的に位置決めできるバルブ112,116は、閉じられている。バルブ3を閉じてバルブ5を開くと流入する冷媒は、ライン28,26,85を通して直接廃棄装置100の第1のポート105へと流され、その後導管111を通って貯蔵タンク110へと導入される。
同時に、気体状の冷媒は、貯蔵タンク110の上部から第2のポート107を介してライン87を通り、ライン37と開かれたバルブ1とを通って回収装置30へと排出される。この際、冷媒気体は、ライン28を通り、アキュムレータ/オイルトラップ32を通り、フィルタドライヤ38を通り、ライン44と、アキュムレータ46とを通り、サクションポート42及びコンプレッサ40へと流される。圧縮された冷媒は、コンプレッサ40から排出されライン52、オイルセパレータ50、ライン56を通って空気冷却コンデンサ70へと流される。バルブ4が開いていると、圧縮され凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通り、その後ライン66と、68と、開かれたバルブ4と、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポート109へと流される。バルブ4が閉じられていると、圧縮され、凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70から、その後ライン66,72を通り、膨張バルブ74を通され、圧縮された液体が低圧へと膨張され、さらに膨張により冷却される。膨張コイル74からの冷媒は、ここでは液体と気体の混合物とされており、枝連結75の下流側のライン68の部分を通り、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポートへと流される。バルブ114が開かれ、バルブ116が閉じられると、液体冷媒は第3のポート109を通り、ライン117を通り、貯蔵タンク110へと直接流される。
図4を参照すると、気体回収モードにおいては、気体冷媒は、冷媒回収装置30へと冷媒含有装置20からサービスゲージマニホールド14を介してライン22,12,24を通して導入される。冷媒回収装置30においては、選択的に位置決め可能なバルブ1,2,5は、閉じられ、選択的に位置決め可能なバルブ3は開かれている。冷媒廃棄装置100においては、選択的に位置決め可能なバルブ114は開かれた位置とされ、選択的に位置決め可能なバルブ112と116とは、液体回収モードと同じように閉じられた位置とされている。バルブ5が閉じられ、バルブ3が開かれて、ライン28を通じて流入する冷媒は、アキュムレータ/オイルトラップ32を通り、フィルタドライヤ38を通り、ライン44を通り、アキュムレータ46を通り、サクションポート42及びコンプレッサ40へと流される。圧縮された冷媒は、コンプレッサ40から排出されライン52、オイルセパレータ50、ライン56を通って空気冷却コンデンサ70へと流される。バルブ4が開いていると、圧縮され凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通り、その後ライン66と、68と、開かれたバルブ4と、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポート109へと流される。バルブ4が閉じられていると、圧縮され、凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通され、その後ライン66,72を通り、膨張バルブ74を通され、圧縮された液体が低圧へと膨張されさらに膨張により冷却される。膨張コイル74からは冷媒は、この時液体と気体の混合物とされており、枝連結75の下流側のライン68の部分を通り、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポートへと流される。バルブ114が開かれ、バルブ116が閉じられると、液体冷媒は第3のポート109を通り、ライン117を通り、貯蔵タンク110へと直接流される。
貯蔵タンク110が過熱される場合には、回収システム10は、貯蔵タンクを冷却モードとし、これが図5に示されている。冷媒回収装置30では、選択的に位置決め可能なバルブ2,3,4,5が閉じられ、選択的に位置決め可能なバルブ1が開かれている。冷媒廃棄装置100では、選択的に位置決め可能なバルブ114は、開かれ、選択的に位置決め可能なバルブ112及び116は、液体回収モードのように閉じられている。気体状の冷媒は、貯蔵タンク110の上部から第2のポート107を介してライン87を通り、ライン37を通り、開かれたバルブ1を通って回収装置30へと排出される。この内部においては、冷媒気体は、ライン28を通り、アキュムレータ/オイルトラップ32を通り、フィルタドライヤ38を通り、ライン44を通り、アキュムレータ46を通り、サクションポート42及びコンプレッサ40へと流される。圧縮された冷媒は、コンプレッサ40から排出されライン52、オイルセパレータ50、ライン56を通って空気冷却コンデンサ70へと流される。バルブ4が開いていると、圧縮され凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通り、その後ライン66と、68と、開かれたバルブ4と、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポート109へと流される。バルブ4が閉じられていると、圧縮され、凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通され、その後ライン66,72を通り、膨張バルブ74を通され、圧縮された液体が低圧へと膨張されさらに膨張により冷却される。膨張コイル74からは冷媒は、液体と気体の混合物とされており、枝連結75の下流側のライン68の部分を通り、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポートへと流される。バルブ114が開かれ、バルブ116が閉じられると、液体冷媒は第3のポート109を通り、ライン117を通り、貯蔵タンク110へと流される。
貯蔵タンク110は、反応器130内の反応器コア135によって効率的に分解される冷媒の量を、反応器コアの交換を行わずに保持するサイズとされていることが好ましい。貯蔵タンク110がいっぱいになると、冷媒回収システムは、冷媒分解モードとされ、この冷媒分解モードは、特に図6に示されている。冷媒分解モードで冷媒回収システム10を運転するためには、冷媒回収装置30は、回収モードから上述したようにリサイクルモードへと切り替えられ、廃棄装置100は、冷媒回収モードから切り替えられる。冷媒回収装置30では、選択的に位置決め可能なバルブ2,3,5は閉じられた位置とされ、選択的に位置決め可能なバルブ1,4は、開かれている。冷媒廃棄装置100では、選択的に位置決め可能なバルブ114は閉じられ、選択的に位置決め可能なバルブ112,116は、開かれている。
冷媒分解モードでは、ヒータ138が駆動されて加熱が行われ、所望する温度に反応チャンバ135及び反応器140コアを維持する。このモードでの運転を開始させるために、気体状の冷媒は、貯蔵タンク110の上部から第2のポート107を介してライン87を通り、ライン37と開かれたバルブ1とを通って排出される。この際、冷媒気体は、ライン28を通り、アキュムレータ/オイルトラップ32を通り、フィルタドライヤ38を通り、ライン44とアキュムレータ46とを通り、サクションポート42及びコンプレッサ40へと流される。圧縮された冷媒は、コンプレッサ40から排出され、ライン52、オイルセパレータ50、ライン56を通って空気冷却コンデンサ70へと流される。バルブ4が開いていると、圧縮され凝縮された液体冷媒は、コンデンサ70を通り、その後ライン66と、68と、開かれたバルブ4と、外側ライン89を通って貯蔵タンク110の第3のポート109へと流される。バルブ114が閉じられ、バルブ116が開かれているので、冷媒は第3のポート109を通って導管119へと流され、熱交換器120へと流され反応器130の反応チャンバ135へと流されて、冷媒は、適切な反応体と反応され冷媒中のハロゲン化炭化水素分子をハライド及び上述した気体状生成物へと変換する。
冷媒と反応器コア内の試薬との反応の間に発生したこの気体状反応生成物は、未反応の冷媒とともに反応チャンバ135から導管115と開かれたバルブ112と、第1のポート107と、外側冷媒ライン87とを通して流されて排出され、循環モードとされる運転を続ける回収装置を通してリサイクルされている。これらの気体と冷媒の混合物は、タンク110から導管113を通して第1のポート107から排出され、その後外側冷媒ライン87を通される。気体状反応体は、導管115を通り、熱交換器120を通されて、気体が冷却される。熱交換器120内の気体から抽出された熱は、流体が流れている導管119及び反応チャンバ135に伝達される。したがって、熱交換器120は、予熱装置として及び少なくとも一部反応チャンバ135に通された流体を気化させるように機能するばかりではなく、反応装置から排出される加熱された気体の温度を回収装置130の許容可能な温度へと冷却する。
循環サイクルは、すべての冷媒が分解されるまで上述した冷媒分解モードを行なう回収システム10を通して必要に応じて流体を1パス以上連続して流すようにされている。この後、廃棄装置100のバルブ112,116は、閉じられ、ヒータが停止される。反応チャンバが充分冷却されると、アクセスドア134が開かれて使用済みの反応器コアが除去されてフレッシュな反応器が挿入され、アクセスドアが閉じられる。廃棄装置100は、タンク110が再度いっぱいになるまで、冷媒の別のバッチを処理することが可能とされる。
図7を参照すると、冷媒廃棄装置100の別実施例が示されており、この冷媒廃棄装置100では、ヒータ138は、反応チャンバ135に付随するマイクロウエーブヒータを備えており、このヒータは、反応器コア140をマイクロウエーブ輻射により加熱するようにされている。反応器コア140を形成する材料がマイクロウエーブ輻射によって効果的に加熱できるような適切なマイクロウエーブ抵抗性を有していない場合には、好適なマイクロウエーブ抵抗性材料、具体的には例えば炭素粒子、好ましくは活性炭粉末、シリコンカーバイド粉末又はそのファイバが、反応器コア140に分散されて、マイクロウエーブ輻射による反応器コア140の加熱を効率化させることもできる。従来市販のマイクロウエーブジェネレータである2.54GHz周波数のマイクロウエーブ輻射の他、異なった周波数のマイクロウエーブ輻射もまた、用いることができる。マイクロウエーブ輻射はまた、酸化反応、還元反応、又は上述した加水分解ベースの反応によってハロゲン化炭化水素を分解する試薬を含有する反応コアとともに用いることができる。
マイクロウエーブヒータが用いられる場合には、反応器コア140は、より迅速に、電気抵抗ヒータやフレームヒータといった伝導による加熱よりも特にコアの中心部をより高いベッド温度まで加熱できる。電気抵抗ヒータ、伝導及び/又は熱輻射によって加熱を行うバーナ及びこれとは別の従来のヒータでは、反応コア140の他、反応チャンバ135を画定する反応器の壁の迅速な加熱は困難である。マイクロウエーブ輻射及び適切なコア材料を用いることによって、反応器コアそれ自体だけを加熱することができる。さらに、マイクロウエーブ輻射の特性により、反応器コアの中心部140は、伝導による加熱が用いられている場合のように反応コアの表面からの伝導により間接的に加熱されるのではなく直接的に加熱される。
例えば、ソジウムオキサレートが充填されたベッドを備えた反応器コアを0.9ft3のマイクロウエーブチャンバ内に配置させて、2.54GHzの周波数のクオーツチューブエミッタからのマイクロウエーブ輻射を照射する。クオーツ内に収容された熱電対をベッド中に配置し、その金属チップを充填されたベッドの中心部に直接接触させる。800Wの水準のパワーで1分間照射した後、熱電対は、180℃を超えていた。約6mm/min.の流速で5psigの循環されたR12冷媒流を処理した場合には、充填されたベッドの中心は、1時間30分の照射にわたって約100℃〜約190℃の温度範囲に保持されていた。
反応器コア全体にわたってマイクロウエーブ抵抗性の高い材料を有する材料を分散させることによって、より高いベッド温度が達成できる。例えば、0.7gのカーボン粉末を3.1gのソジウムオキサレートが充填されたベッドに分散させ、800Wの上述したマイクロウエーブチャンバ内でマイクロウエーブ輻射を照射した。充填されたベッド中心部の温度は、14秒で830℃に達した。ソジウムオキサレートを5.1g充填したベッドに痕跡量の炭素パウダーを分散させ、同様にして800Wの出力のマイクロウエーブ輻射を照射したところ、ベッドの中心温度は、11秒で約580℃に達した。
さらに例えばシリコンカーバイドパウダー又はファイバといった別の材料を反応器コアベッドに混合して用い、マイクロウエーブ輻射に対する応答性を改善することができる。例えば、0.0296gのSiC粉末をソジウムオキサレートが充填されたベッドにわたって分散する。出力を800Wとした上述の例のようなマイクロウエーブ輻射を照射すると、23秒でベッド温度は、400℃を超えた。
マイクロウエーブ加熱は、反応器コア140に対して比較的高い温度、例えば1000℃を与えることができることから、マイクロウエーブヒータ138は、オン/オフを繰り返させて電力消費を低減させることが可能となる。また、より高いベッド温度を得ることができることにより、より高い反応速度をベッド中において得ることができるので、電力消費の他にも冷媒の完全な分解に必要な時間を低減させることができる。
冷媒の分解中に反応器コア140内で発生する反応が充分に発熱性であれば、加熱デバイス138は、反応熱が充分で反応器コアを所望する温度にまで昇温させるとともに維持することができれば排除又は小型化することができる。電気抵抗ヒータ、フレームヒータ、マイクロウエーブ、又は別の加熱手段を用いるかに応じて、冷媒廃棄装置100は、ハロゲン化炭化水素をより環境的に許容される化合物へと分解させる手段となる。冷媒廃棄装置100は、サイトからサイトの間で移動可能なポータブル構造内に収容することができる。冷媒廃棄装置100は、回収タンク及びリサイクルモードで運転可能とされたいかなる従来の冷媒回収装置に連結させて用いることができる。従来の冷媒回収システムは、標準的な冷媒回収タンク及び従来の回収タンクのために備えられていたと同一の連結を取り去り、冷媒廃棄装置100へと連結することにより、現場冷媒廃棄型へと変更できる。廃棄装置100はまた、回収装置30とは独立して運転することも可能であり、かつ反応器コア140を通して循環させるためのポータブルポンプシステムを用いてポータブルデバイスとすることができる。
Claims (7)
- 冷媒含有装置(20)からの圧縮可能冷媒を回収かつ分解させるためのシステムであって、
液体冷媒又は気体冷媒のいずれかとして冷媒含有装置から冷媒を回収するための冷媒回収装置(30)を有し、該冷媒回収装置は、前記冷媒含有装置から回収された前記液体冷媒を第1のアウトレットポート(25)に流すための第1の流路と前記冷媒含有装置から回収された気体冷媒を第2のアウトレットポート(29)に流すための第2の流路とを備え、さらに送られた気体冷媒を圧縮させるためのコンプレッサデバイス(40)と圧縮された冷媒から熱を回収するとともに少なくとも一部を凝縮させるためのコンデンサデバイス(60)とを備えており、前記コンデンサデバイスは、前記コンプレッサデバイスからの圧縮冷媒を受け取るためのインレット(62)と、前記回収装置の前記第2のアウトレットの上流側で冷却され一部が凝縮された冷媒を吐出させるためのアウトレット(64)を有し、
前記冷媒回収装置の前記第1のアウトレットポート及び前記第2のアウトレットポートから回収された前記冷媒を回収するための貯蔵タンク(110)と前記貯蔵タンクに回収された冷媒を受け取るとともに前記貯蔵タンクから受け取った前記冷媒を分解するための反応器デバイス(130)とを備え、かつ前記冷媒回収装置から回収された冷媒を分解するための冷媒廃棄装置(100)を有することを特徴とするシステム。 - 前記反応器デバイスは、
アクセスドアを備え内部に反応チャンバを画定するハウジングと、
前記反応チャンバ内に配設され、回収された前記冷媒と化学反応する機能を有する試薬を含有する交換可能な反応器コアと、
所望する温度にまで前記反応器コアを加熱するための前記反応チャンバに付随して運転されるヒータデバイスとを有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記冷媒は、ハロゲン基を有するハロゲン化炭化水素であり、前記反応器コアに含有される試薬は、前記ハロゲン化炭化水素の前記ハロゲン基をハライドに還元するために有効な試薬とされていることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記反応器コアに含有される前記試薬は、ソジウムオキサレート、炭酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、活性炭、アンモニア、アミンからなる群から選択されることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記冷媒は、ハロゲンの電子供与体とされていることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記システムは、さらに前記反応器デバイスへと前記貯蔵タンクから流される前記冷媒を加熱するための前記反応器デバイスに付随して運転される熱交換器を備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記熱交換器は、前記反応器デバイスへと前記貯蔵タンクから流される前記冷媒を加熱するとともに前記反応器デバイスを通過する反応生成物を冷却することを特徴とする請求項6に記載のシステム。
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