JP4528267B2 - 圧縮機の処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、使用済みの低温機器が具備する冷媒回路内に残留する冷媒がイソブタンなどの可燃性冷媒であって、可燃性冷媒を吸引して圧縮機内に残留する冷凍機油を排除する圧縮機の処理方法に関するもので、さらに詳しくは、冷凍機油の排除によって、冷凍機油に溶存している可燃性冷媒を圧縮機内から除去する圧縮機の処理方法に関するものである。

使用済みとして回収された冷蔵庫が備える圧縮機と冷媒回路に残留する冷媒であるフロン類は、オゾン層破壊と地球温暖化を来して地球環境を悪化させる原因物質であって、家電リサイクル法により大気への放出を抑止して回収することが義務づけられている。ＣＦＣ１２、ＨＣＦＣ１３４ａなどのフロン類に替わって、現在生産されている冷蔵庫には塩素などのハロゲンを含まない可燃性の炭化水素系冷媒が使用されている。

これらフロン類の回収方法を簡単に説明する。冷媒回路を構成する圧縮機の近傍にある配管の一部、多くの場合は冷媒の封入に用いた封入管が最下点に位置するように圧縮機を固定した後、封入管にピアシングバルブが備える中空針を挿入して、冷媒回収装置に吸引することにより回収する。冷媒回収装置では、回収した冷媒を圧縮して液化状態でボンベに移送して保管することで達成していた。

しかし、冷媒封入管とピアスの接続部分にある僅かな隙間や不完全な接続によって外気（空気）が回収回路内に侵入して燃焼爆発のほかに回収後の液化保存を行うための圧縮凝縮に伴ってジーゼル爆発の危険性を負うなどの危険を回避する必要から、可燃性冷媒の回収には過度に圧縮力を付与しない吸引方法を用いている。

冷媒回路内に残留する可燃性冷媒を空気駆動のポンプを用いて圧縮機などから吸引したのち、これを活性炭などの固体吸着剤を備えた回収装置に導入して吸着させることにより回収の安全を確保する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

しかしながら、圧縮機から冷媒回収の際には冷媒を溶存した冷凍機油を同時に回収することが冷媒の回収を効率的に行う上で不可欠の行為とされるが、圧縮機内部には冷媒の圧縮や排出などに要する種々な機構が備えられていることから、完全に排除することが極めて困難である。圧縮機に残存した冷凍機油に含まれる可燃性冷媒は気散しやすく、上述した冷媒回収後に多量の圧縮機を集積した圧縮機を備蓄、少ない通風換気の条件下で保管する場合には可燃性冷媒が圧縮機周辺に滞留、燃焼の可能な濃度範囲に到達する危険性があった。

この課題を解決するために、冷凍機油が残留した圧縮機に複数の穴（開口部）を設けた後、これを洗浄液の中に浸漬して圧縮機内に洗浄液を侵入させた後、揺動させて洗浄する。これを洗浄液から離脱させて前記圧縮機内の油を含んだ洗浄液を排出することによる圧縮機内の油洗浄方法が、提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、冷凍機油の残留する冷凍サイクル内に液体を充填し、溶出させる液体溶出手段が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
特開２０００−６５４４７号公報 特開２０００−７０６５２号公報 特開２００２−２７３３５９号公報 特開２００４−３３３０９０号公報

しかし、圧縮機や冷凍回路内に液体を充填するには相応の時間を要する上に、圧縮機内の複雑な機構部分における狭い空隙や気体が充填して排出できる経路を有しない部位においては、十分に行き渡らないことがある。

また、冷凍機油は、長期の使用環境下において劣化を来たし、高粘度状態を呈する場合もあり、液体を充填したことによって十分な冷凍機油の溶出および可燃性冷媒の排出を行うことが困難な状況も想定される。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、家電リサイクル設備等で回収された冷蔵庫等の低温機器を適正処理する際に、低温機器が備えていた圧縮機内に残留するイソブタン等の可燃性冷媒が溶存した冷凍機油を効果的に除去することができる圧縮機の処理方法を提供することを目的とする。

この発明に係る圧縮機の処理方法は、冷媒として可燃性冷媒を使用する低温機器の圧縮機の処理方法において、圧縮機から、冷凍機油及び可燃性冷媒を排出し、圧縮機に残留する、可燃性冷媒が溶存する冷凍機油を、圧縮機が備える配管から水蒸気を流入させて排出することを特徴とする。

この発明に係る圧縮機の処理方法は、上記構成により、圧縮機内部の機構が構成する狭い空隙内にも水蒸気が侵入するので、圧縮機内部の温度を効率的に上昇させて冷媒の気散を促進させることのほか、機構部や壁面に付着している冷凍機油が粘度を低下して流出を容易にするうえ、水蒸気の凝縮水の排出時に冷凍機油を洗い流すようにして効果的に排出できる。

実施の形態１．
図１乃至図６は実施の形態１を示す図で、図１は冷蔵庫１０（低温機器の一例）から圧縮機１を取り外す時の状態を示す概念図、図２は可燃性冷媒回収装置１００の構成図、図３はピアシングバルブ３の使用例を示す冷蔵庫１０の背面部分斜視図、図４、図５は圧縮機１に残留する可燃性冷媒を含む冷凍機油を排出するフローを示す図、図６は圧縮機の処理装置２００の概念図である。

使用済み冷蔵庫１０（低温機器の一例）が具備する圧縮機からイソブタン（可燃性冷媒の一例）を回収した後、圧縮機内に残留して冷媒を溶存する冷凍機油を排除する方法について、図１乃至図３を参照しながら図４及び図５のフローにより、以下に詳述する。尚、可燃性冷媒には、イソブタン以外に、例えばプロパンとイソブタンを混合したものなどがある。

先ず、図１に示すように、使用済み冷蔵庫１０に備えられた圧縮機１が具備する吸入管（冷媒配管の一例）と吐出管（冷媒配管の一例）などの使用済み冷蔵庫１０の冷媒回路４と接続している全ての配管を封止部５で封止し、封止部５の間の切断部６で切断した後、冷媒および冷凍機油を保持した圧縮機１を冷蔵庫１０から、ボルト等をゆるめて取り外す（Ｓ１０）。

次に、例えば、図２に示す可燃性冷媒回収装置１００により、圧縮機１内に残留する可燃性冷媒のイソブタンを冷凍機油と共に回収する。冷蔵庫等の低温機器の冷媒回路の部品の一つである圧縮機１を冷媒封入管２が最下点に位置するように固定する（Ｓ２０）。冷媒封入管２（冷媒配管の一例）に可燃性冷媒回収装置１００と接続したピアシングバルブ３の中空針を突き刺して接続し、冷媒及び冷凍機油の大部分を可燃性冷媒回収装置１００に回収する（Ｓ３０）。

可燃性冷媒回収装置１００は、ピアシングバルブ３から吸引した冷媒と冷凍機油の混合物を導入して、冷凍機油から冷媒を分離する冷媒分離器９と、ポンプ（図示せず）で冷媒分離器９から冷媒と冷凍機油から分離された冷媒を吸引し、空冷する冷媒回収機２２と、冷媒回収機２２から排出された冷媒を加圧・凝縮して液化させて液冷媒を保持する冷媒保持タンク２０とを備える。

冷媒は圧縮機１の冷媒封入管２の上部に冷媒を溶存した冷凍機油とともに滞留しているので、圧縮機１内にある可燃性冷媒の圧力と可燃性冷媒回収装置１００の吸引力によって冷媒封入管２を通じて排出され、最後はガス状の可燃性冷媒のみが排出して、冷媒および冷凍機油の殆どが圧縮機１から排除されることになる。

尚、ピアシングバルブ３は、例えば、図３に示すように、冷蔵庫１０の背面下部に設置された圧縮機１の冷媒等を封入する冷媒封入管２に、ピアス針を挿入してここから冷媒を回収するのに使用されるものである。

可燃性冷媒回収装置１００により、冷媒および冷凍機油の殆どが圧縮機１から排除されるが、可燃性冷媒が溶存する冷凍機油が残留する。この圧縮機１に残留する可燃性冷媒が溶存する冷凍機油を、圧縮機１に水蒸気を流入させて排出する圧縮機の処理装置２００について、図６の圧縮機の処理装置２００の概念図を参照しながら、図４（Ｓ４０〜Ｓ５０）、図５の工程を説明する。水蒸気の導入管接続を行う。冷媒封入管２から冷媒などの回収に用いたピアシングバルブ３を取り外し、中空針の痕を覆うようにして密封する水蒸気回収カバー１２を取り付ける（Ｓ４０）。このとき、冷媒封入管２は、排出がしやすいように、圧縮機１の最下点に位置するようにする。水蒸気回収カバー１２に圧縮機１内に残留する冷凍機油などを配送する冷凍機油配送管１７を接続する。また、水蒸気を噴出する導入管であるピアシングバルブ３の中空針を圧縮機１の吐出管７に挿入して固定する（Ｓ５０）。ピアシングバルブ３は、圧縮機１の吸入管（図示せず）に挿入してもよい。

尚、圧縮機１に取り付けられる冷媒配管には、冷媒封入管２、吐出管７、吸入管がある。また、それらが夫々複数の場合もある。従って、それらの中の任意の一つの管から水蒸気の導入を行い、他の管の少なくとも一つから圧縮機１に残留する冷凍機油等の残留物の排出を行えばよい。これにより、圧縮機１の処理時の作業性が向上する。

次に、水蒸気を圧縮機１内にピアシングバルブ３を介して導入する。水蒸気は１２０℃に加温されており、９０秒間の導入によって圧縮機１を７５〜１００℃にまで加温する（Ｓ６０）。圧縮機１内に吐出管７から導入した水蒸気は、圧縮機１内部の壁面や機構部分などとの接触に伴って凝縮され、圧縮機１の下部に滞留し、冷媒封入管２に取り付けた水蒸気回収カバー１２から冷凍機油配送管１７に排出される（Ｓ７０）。

圧縮機１から排出時に、排出液に含まれる冷凍機油から気散したイソブタンと、凝縮していない水蒸気とをポンプ１１で吸引し、冷媒の沸点以上で水蒸気を凝縮させる低温凝縮器１３によって凝縮させてから分離槽１４に回収する（Ｓ８０）。これにより、水蒸気とイソブタンとを分離することができる。

圧縮機１からの排出液には、水蒸気の凝縮水により洗い流された冷凍機油も混合している。圧縮機１内からの排出液には冷凍機油と水を親和させる物質がなく、従って、分離槽１４に採取しておけば、容易に、水と分離した冷凍機油が浮遊するので、都合良く回収することができる。また、残余のイソブタンを分離槽１４に直結した管の排気口から大気中の安全な場所に放出する（Ｓ９０）。

水蒸気を導入してから圧縮機１の温度が７０〜１００℃になるまでの６０〜１５０秒間は、水蒸気を圧縮機１内部にある機構部分の細部に行き渡らせて圧縮機１を加熱することが肝要であり、ポンプ１１による吸引を行なわずに水蒸気の導入圧力のみで内部機構に付着している冷凍機油を排出させる。これは、圧縮機１内で水蒸気が十分に滞留して機構部を構成する部品による細部の間隙にも水蒸気を侵入させて凝縮させ、加温によって低粘度化した冷凍機油の排出を促すようにしたものである。

その後、水蒸気回収カバー１２と分離槽１４を通じて圧縮機１内を吸引して残留する水蒸気を排出する。吸引は圧縮エアー駆動のポンプ１１を用いて行う。ポンプ１１以外に、加圧空気を流通させることによって減圧吸引を可能とするアスピレータを用いてもよい。ポンプ１１やアスピレータ等の吸引を行う回収機を用いることが、可燃性冷媒を安全に取り扱う上で有効である。

また、アスピレータの使用は、吸引したイソブタンを含むガスが、アスピレータの吸引力を醸し出すために通流する空気と混合して希釈されるので、新たに希釈を目的とした空気の混入が不要となるので有効である。

また、吸引によって圧縮機１内の減圧は、圧縮機１内部に残留する過剰な水蒸気および水分の排出が促進される。

さらに、分離槽１４の後段にポンプ１１を設けたことにより、分離槽１４も同様に減圧されるので、水蒸気由来の温水とわずかに可燃性冷媒を含んだ冷凍機油や排水からも、可燃性冷媒が気散して排除される効果もあり、分離槽１４から回収した冷凍機油に可燃性冷媒の含有率が低くなり、これら回収物の燃焼性低減に効果を呈して取扱の安全性を向上させる。

なお、本発明は、以上述べた実施の形態において説明し、かつ図面に示した可燃性冷媒の回収と同時に回収した冷凍機油との分別および分解処理の方法およびその装置に限定されるものではなく、例えば、空気調和機の冷媒回路の一部から限定した複数の種類を混合して回収する場合においても本発明の一部または全てを使用することができ、その要旨を脱し得ない範囲で種々変形して実施することができる。

実施の形態１を示す図で、冷蔵庫１０から圧縮機１を取り外す時の状態を示す概念図である。 実施の形態１を示す図で、可燃性冷媒回収装置１００の構成図である。 実施の形態１を示す図で、ピアシングバルブ３の使用例を示す冷蔵庫の背面部分斜視図である。 実施の形態１を示す図で、圧縮機１に残留する可燃性冷媒を含む冷凍機油を排出するフローを示す図である。 実施の形態１を示す図で、圧縮機１に残留する可燃性冷媒を含む冷凍機油を排出するフローを示す図である。 実施の形態１を示す図で、圧縮機の処理装置２００の概念図である。

符号の説明

１ 圧縮機、２ 冷媒封入管、３ ピアシングバルブ、４ 冷媒回路、５ 封止部、６ 切断部、７ 吐出管、９ 冷媒分離器、１０ 冷蔵庫、１１ ポンプ、１２ 水蒸気回収カバー、１３ 低温凝縮器、１４ 分離槽、１５ 冷凍機油、１６ 水、１７ 冷凍機油配送管、２０ 冷媒保持タンク、２２ 冷媒回収機。

Claims (2)

1. 冷媒として可燃性冷媒を使用する低温機器の圧縮機の処理方法において、
   前記圧縮機から、冷凍機油及び前記可燃性冷媒を排出し、
   前記圧縮機に残留する、前記可燃性冷媒が溶存する前記冷凍機油を、前記圧縮機が備える冷媒配管から水蒸気を流入させて排出するものであって、
   前記圧縮機は複数の冷媒配管を有し、それらの冷媒配管の少なくとも一つから前記水蒸気の流入を行うと共に、他の冷媒配管の少なくとも一つから前記圧縮機内に残留する前記可燃性冷媒が溶存する前記冷凍機油を排出し、
   前記圧縮機から排出した排出液を、前記可燃性冷媒の沸点以上で水蒸気を凝縮させる低温凝縮器によって凝縮させてから分離槽に回収し、
   前記可燃性冷媒を前記分離槽から放出することを特徴とする圧縮機の処理方法。
2. 前記圧縮機内に残留する前記可燃性冷媒が溶存する前記冷凍機油を排出する前記冷媒配管が、前記圧縮機の最下点に位置するようにして、前記冷凍機油の排出を行うことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の処理方法。

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