JP6573523B2

JP6573523B2 - 冷媒回収装置

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Publication number: JP6573523B2
Application number: JP2015198499A
Authority: JP
Inventors: 力秋元
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2019-09-11
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: JP2017072284A

Description

本発明は、冷媒回収装置に係り、特に、冷凍機器の冷媒を回収して冷媒回収容器に充填する冷媒回収装置に関する。

冷凍機器の冷媒を回収して冷媒回収容器に充填するために、圧縮機と凝縮器とを備える冷媒回収装置が用いられる。

特許文献１には、凝縮器の出口側に液状の冷媒を貯蔵するアキュムレータを有する冷凍空調装置について、アキュムレータの液状冷媒を高速に回収する方法が開示されている。ここでは、冷凍空調装置と冷媒回収容器の間に接続される冷媒回収装置における圧縮機を用い、冷媒回収容器中の冷媒を高温高圧ガスとして冷凍空調装置に逆送し、この高温高圧ガスで、アキュムレータ中の液状冷媒を気化させ、気化させた冷媒を回収する。

本発明に関連する技術として、特許文献２には、船舶のコンテナ用冷凍装置について、冷媒を充填した港と異なる港における異冷媒の充填を検出する方法が開示されている。ここでは、充填しようとする冷媒が冷凍装置の外にあるときの温度と、充填後の冷凍装置の圧縮機の低圧ガス吸入側圧力とから充填ガスの飽和温度特性を導出し、充填冷媒が規定冷媒と同じであるか異なるかを判断する。

特開２００４−０５３０７６号公報国際公報ＷＯ２０１３／０９９２００号

冷媒回収装置は高圧ガスを扱うので、圧縮後のガス圧が予め定めた高圧を超すと回収動作を遮断する高圧遮断スイッチが設けられる。冷媒回収容器は高圧ガス容器であるので、耐圧試験が行われ、また、予め定めた所定温度を超えると溶融する可溶栓と呼ばれる容器安全弁が設けられる。耐圧規格や可溶栓の所定温度で定められる仕様について複数種類のボンベが定められる。

冷媒回収装置によって回収された回収冷媒が冷媒回収容器の仕様に適合しないと、冷媒回収容器において可溶栓が溶融する可能性が生じる。回収冷媒が冷媒回収容器の仕様に適合するか否かは、冷媒回収前、冷媒回収中において、回収作業者による細心の確認や注意が払われている。そこで回収作業者の冷媒回収に関する細心の確認や注意等が軽減される冷媒回収装置が要望される。

本発明に係る冷媒回収装置は、冷媒の圧縮と凝縮と蒸発の循環によって冷凍サイクルを行う冷凍機器の冷媒回収用のサービスポートに接続される冷媒吸入側ポートと、冷媒吸入側ポートからの冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮後の冷媒を凝縮する凝縮器と、冷媒回収容器に接続され、凝縮器によって凝縮された冷媒を吐出する冷媒吐出側ポートと、圧縮機の出力口と凝縮器の入力口との間に設けられ、且つ、凝縮器によって凝縮された冷媒の凝縮圧を検出する圧力センサと、凝縮器に設けられ凝縮された冷媒の凝縮温度を検出する温度センサと、冷媒吸入側ポートを閉状態として冷凍機器のサービスポートからの冷凍機器冷媒の種類を判別し、冷媒吐出側ポートを閉状態として冷媒回収容器に充填されている回収容器冷媒の種類を判別する冷媒判別センサ部と、冷媒回収容器が空の場合には、圧力センサと温度センサとを用いて、凝縮された冷媒の凝縮圧と共に、温度センサが検出した凝縮温度を回収作業者用に表示して出力し、冷媒回収容器にすでに何らかの冷媒が充填されている場合には、冷媒判別センサ部の検出結果に基づいて、冷凍機器冷媒の種類が回収容器冷媒の種類と一致するか否かについての情報を回収作業者用に表示して出力する冷媒情報出力部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る冷媒回収装置は、冷媒の圧縮と凝縮と蒸発の循環によって冷凍サイクルを行う冷凍機器の冷媒回収用のサービスポートに接続される冷媒吸入側ポートと、冷媒吸入側ポートからの冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮後の冷媒を凝縮する凝縮器と、冷媒回収容器に接続され、凝縮器によって凝縮された冷媒を吐出する冷媒吐出側ポートと、冷媒吐出側ポートと冷媒回収容器の間の冷媒回収管路に設けられ冷媒回収管路の内部の凝縮された冷媒の圧力を凝縮器によって凝縮された冷媒の凝縮圧として検出する圧力センサと、冷媒回収容器に充填を想定している冷媒の種類を設定する想定冷媒設定部と、冷媒回収容器が空の場合には、圧力センサを用いて凝縮された冷媒の凝縮圧を回収作業者用に表示して出力するとともに、冷媒回収容器に設けられる可溶栓が溶融する温度を所定温度として、冷媒回収容器に充填を想定している冷媒の所定温度における飽和圧力よりも圧力センサが検出した凝縮圧が高圧のときは、冷媒回収装置における凝縮圧が冷媒回収容器の仕様に不適合とする情報を回収作業者用に表示し、冷媒回収容器にすでに何らかの冷媒が充填されている場合には、冷媒判別センサ部の検出結果に基づいて、冷凍機器冷媒の種類が回収容器冷媒の種類と一致するか否かについての情報を回収作業者用に表示して出力する冷媒情報出力部と、を備えることを特徴とする。

上記構成の冷媒回収装置によれば、冷媒回収容器が空の場合には、冷媒の特性を検出するセンサを用いて回収冷媒に関する情報が出力される。センサは、回収作業者の熟練度や個人差に依存しない客観データを検出するので、このデータを利用することで、冷媒回収に関する回収作業者の細心の確認や注意等が軽減される。

上記構成の冷媒回収装置によれば、冷媒回収容器が空の場合には、センサによって検出した冷媒の凝縮圧と冷媒の凝縮温度とに基づいて回収冷媒の種類が出力されるので、回収冷媒の種類に関する回収作業者の細心の確認や注意等が軽減される。

上記構成の冷媒回収装置によれば、冷媒回収容器が空の場合には、冷媒回収管路の内部の凝縮された冷媒の圧力が第２圧力センサによって検出される。凝縮された冷媒の圧力は、冷媒の全部が気化するまで、冷媒回収装置の圧縮機で圧縮された圧力と同じ凝縮圧である。冷媒回収容器に充填を想定している冷媒の所定温度における飽和圧力よりも、第２圧力センサで検出された凝縮圧が高い場合には、冷媒回収容器の可溶栓が溶融するので、冷媒回収装置における凝縮圧が冷媒回収容器の仕様に不適合とする情報が回収作業者用に表示して出力される。

上記構成の冷媒回収装置によれば、冷媒回収容器にすでに何らかの冷媒が充填されている場合には、センサを用いて冷凍機器冷媒の種類と回収容器冷媒の種類とを判別できる。例えば、判別した結果を表示出力することで、冷媒回収容器における異種冷媒の混合に関する回収作業者の細心の確認や注意等が軽減される。

本発明にかかる冷媒回収装置によれば、回収作業者の冷媒回収に関する細心の確認や注意等が軽減される。

本発明に係る実施の形態の冷媒回収装置を含む冷媒回収システムの構成図である。本発明に係る実施の形態の冷媒回収装置の動作における圧力と比エントロピとの関係を示す図である。冷媒回収容器のボンベの種類と、耐圧と、充填すべき冷媒種類との関係を示す図である。主な冷媒の６０℃における飽和圧力を示す図である。別の実施形態における冷媒回収装置を含む冷媒回収システムの構成図である。他の実施形態における冷媒回収装置を含む冷媒回収システムの構成図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、冷媒回収の対象となる冷凍機器として家庭用の空調装置を述べるが、これは説明のための例示であって、フロン系冷媒を用いる冷凍機器であれば、本発明が適用できる。例えば、パッケージ型の空調装置、業務用の冷凍ショーケース、チラー、ターボ冷凍機等であってもよい。以下では、冷媒の種類としてＲ２２，Ｒ４１０Ａ等を述べるが、これは説明のための例示であって、他のフロン系冷媒であっても構わない。以下で述べる凝縮圧、凝縮温度等は、説明のための例示であって、冷媒回収装置を含む冷媒回収システムの仕様に応じて適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、冷媒回収システム１０の構成図である。冷媒回収システム１０は、家庭用の空調装置２０と、冷媒回収装置６０と、冷媒回収容器１００と、これらの間を接続する複数の管路とで構成される。冷媒回収システム１０は、冷凍機器である家庭用の空調装置２０に用いられている冷媒を、冷媒回収装置６０を用いて、冷媒回収容器１００に回収するシステムである。

ここでは、一例として、家庭用の空調装置２０に用いられる冷媒の種類をＲ４１０Ａとし、冷媒回収装置６０の仕様はＲ４１０Ａ回収用であり、冷媒回収容器１００の仕様はＲ４１０Ａ回収用とする。Ｒ４１０Ａは、ハイドロフルオンカーボン（ＨＦＣ）系のＨＦＣ３２／１２５（５０／５０）冷媒である。

Ｒ４１０Ａの６０℃における飽和圧力は、ゲージ圧で３．８ＭＰａである。ゲージ圧は、絶対圧力を大気圧基準で示すもので、（ゲージ圧力＝絶対圧力−大気圧）である。飽和圧力は、ガス状の冷媒の飽和蒸気圧であり、ガス状から液状へ変化するときの凝縮圧である。以下では、特に断らない限り、圧力はゲージ圧で示す。Ｒ４１０Ａ回収用仕様の冷媒回収装置６０における高圧遮断スイッチの遮断動作圧力は、３．０ＭＰａに設定される。Ｒ４１０Ａ回収用の冷媒回収容器１００の仕様は、耐圧が５．０ＭＰａのＦＣ３ボンベを用い、可溶栓の溶融温度は約６０℃である。冷媒回収容器１００の仕様の種類等の詳細については後述する。

図１において、家庭用の空調装置２０は、冷媒の圧縮と凝縮と蒸発の循環によって冷凍サイクルを行い、家庭の室内を冷房する冷凍機器である。以下では、家庭用の空調装置２０を単に空調装置２０と呼ぶ。空調装置２０は、室外機２２と室内機２４とを備え、圧縮機３０と凝縮器３２とを室外機２２に、蒸発器４０を室内機２４に含む。室外機２２は、凝縮器３２を外気との間で熱交換させるためのファン３４と、凝縮器３２の吐出側に設けられる受液器３６と、圧縮機３０の吸入側に設けられるアキュムレータ４４とを含む。室内機２４は、蒸発器４０を室内空気との間で熱交換させるためのファン４２を含む。室外機２２と室内機２４を結ぶ２つの管路の一方側に高圧側のサービスポート５０が、他方側に低圧側のサービスポート５２が設けられる。サービスポート５０，５２は三方弁で、空調装置２０の通常動作時には室外機２２と室内機２４の間で冷媒を受け渡しする方向に弁が開き、冷媒回収時には、冷媒回収装置６０に接続される回収管路に向けて冷媒が流れるように弁が開く。

ゲージマニホールド５４は、サービスポート５０，５２と冷媒回収装置６０とを結ぶ管路の途中に設けられる冷媒マニホールドで、高圧側の圧力計と低圧側の圧力計が設けられる。回収作業者は、圧力計の指示値を見ながら、サービスポート５０，５２と冷媒回収装置６０との間の遮断または接続を行う。空調装置２０にはガス状の冷媒の他に液状の冷媒が存在することがあるが、大量の液状の冷媒の回収には、周知のプッシュプル回収方法を用いて、液状の冷媒を直接的に冷媒回収容器１００に送ることができる。あるいは、液状の冷媒があまり多くないときは、特許文献２で開示されている方法を用いて、ガス状の冷媒にして回収してもよい。以下では、空調装置２０からガス状の冷媒を回収するものとする。

冷媒回収装置６０は、冷媒吸入側ポート６２と、冷媒吐出側ポート６４と、その間に配置される回収部６６と、冷媒回収装置６０の各要素の動作を全体として制御する制御装置９４とを含んで構成される。

冷媒吸入側ポート６２は、ゲージマニホールド５４を介して、空調装置２０の低圧側のサービスポート５２と接続されるガス状の冷媒を受け取る三方弁である。この三方弁は、通常の冷媒回収作業中には、受け取ったガス状の冷媒を回収部６６の圧縮機６８に送り込む方向に設定される。

冷媒吐出側ポート６４は、冷媒回収容器１００に接続され、回収部６６の凝縮器８２によって凝縮された冷媒を回収冷媒として吐出する開閉弁である。この開閉弁は、一方側ポートが凝縮器８２の出力側に接続され、他方側ポートが冷媒回収容器１００に接続され、冷媒回収作業中には開状態に設定される。

回収部６６は、空調装置２０の室外機２２の構成に似て、圧縮機６８と凝縮器８２とを含んで構成される。圧縮機６８は、ピストン・シリンダ機構と、ピストンをシリンダに沿って往復運動させる回転機構とを備えた気体圧縮ポンプである。圧縮機６８の吸入口と冷媒吸入側ポート６２との間の管路１１０は、低圧ガス状の冷媒が流れる管路で、圧縮機６８の吐出口と三方弁８０との間の管路１１２は、圧縮後の高圧ガス状の冷媒が流れる管路である。管路１１０に設けられる監視圧力計７０は、圧縮機６８の吸入側のガス状の冷媒の圧力を表示する。管路１１２に設けられる監視圧力計７２は、圧縮機６８の吐出側のガス状の冷媒の圧力を表示する。

高圧遮断スイッチ７４は、圧縮機６８による圧縮が過度にならないように、高圧ガス状の冷媒の圧力が所定圧力を超えると、回収動作を遮断する安全スイッチである。回収動作の遮断は、冷媒回収装置６０の動作電源を遮断し、圧縮機６８の動作を停止させる等で行うことができる。冷媒回収装置６０はＲ４１０Ａ回収用仕様であるので、高圧遮断スイッチ７４は、３．０ＭＰａで遮断動作を行うように設定される。換言すれば、圧縮機６８は、高圧ガス状の冷媒の圧力が３．０ＭＰａ以内の範囲で制御装置９４によってその動作が制御される。

三方弁８０は、圧縮機６８と凝縮器８２との間に設けられ、冷媒回収中には、圧縮機６８からの高圧ガス状の冷媒を凝縮器８２側に送り込む方向に設定される。

第１圧力センサ９０は、圧縮機６８によって圧縮された状態のガス状の冷媒の圧力を検出する圧力計である。第１圧力センサ９０は、高圧遮断スイッチ７４の下流側であって三方弁８０のすぐ上流側に設けられ、凝縮器８２に送られるガス状の冷媒の圧力を検出する。検出結果は、適当な信号線を介して制御装置９４に伝送される。

凝縮器８２は、圧縮機６８によって圧縮された高圧高温のガス状の冷媒をファン８４で熱交換し、同じ圧力下で凝縮温度以下にして、ガス状の冷媒を液状の冷媒に凝縮させる放熱器である。ガス状から液状への変化は、同じ圧力下で徐々に生じる。図１では、完全にガス状の冷媒の状態を白地の管路１１２のままとし、完全に液状の冷媒となった状態を密な破線の管路１１６で示し、その中間のガス状の冷媒と液状の冷媒とが混じった二相流を疎な破線の管路１１４で示した。

温度センサ９２は、凝縮器８２においてガス状の冷媒と液状の冷媒とが混じった二相流の温度を検出する温度計である。二相流は、同じ圧力下、同じ温度下で徐々にガス状から液状に移る。つまり、ガス状から液状への凝縮は、同じ圧力下、同じ温度下で生じる。この温度は凝縮温度であるが、温度センサ９２は、この凝縮温度を検出する。検出結果は、適当な信号線を介して制御装置９４に伝送される。

冷媒吐出側ポート６４からは、完全に液状の冷媒である回収冷媒１１７が冷媒回収管路１０６に吐出される。なお、冷媒吐出側ポート６４から冷媒吸入側ポート６２への逆流を防止するために、逆止弁８６が設けられる。

図２は、冷媒吸入側ポート６２から冷媒吐出側ポート６４までの間の冷媒の状態変化を示す図である。図２の横軸は、単位質量あたりのエンタルピーである比エンタルピーｈで、縦軸は、圧力ｐである。特性線１３０は、ガス状の冷媒についての飽和蒸気線で、特性線１３２は液状の冷媒についての飽和液線である。飽和蒸気線と飽和液線の境界は臨界点１３４である。特性線１３０と特性線１３２とで囲まれた領域は、ガス状の冷媒と液状の冷媒が共存する二相流の領域である。図２において、動作点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを結ぶ線は、冷凍装置における冷凍サイクルを圧力ｐと比エンタルピーｈの関係で示すもので、ｐ−ｈ線図と呼ばれる。ｐ−ｈ線図は、冷媒の種類によって異なり、ｐ−ｈ線図が分かれば、その冷媒の種類が特定できる。空調装置２０の冷凍サイクルは、この動作点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを結ぶ線で示されるが、冷媒回収装置６０の動作は、動作点Ａから動作点Ｃまでである。

動作点Ａは、冷媒吸入側ポート６２における冷媒の状態で、低圧のガス状の冷媒である。動作点Ａから動作点Ｂの間の状態変化は、圧縮機６８による断熱圧縮である。この状態変化は、熱の出入りが無く内部エネルギは変わらないが圧力と体積の変化によって比エンタルピーが増加するので、等エントロピー線に沿ってｐ−ｈ特性が変化する。したがって、動作点Ｂでは、高圧高温のガス状の冷媒となる。第１圧力センサ９０は、動作点Ｂにおける圧力１４０を検出する。

動作点Ｂから動作点Ｃの間の状態変化は、凝縮器８２による凝縮である。動作点Ｂは、三方弁８０におけるガス状の冷媒の状態を示し、動作点Ｃは冷媒吐出側ポート６４における液状の冷媒の状態を示す。凝縮は、ファン８４による冷却によりガスから液への相変化による凝縮熱を放熱するので比エンタルピーが減少する。相変化による圧力変化はないので、凝縮過程において冷媒の圧力に変化はなく一定値である。つまり、動作点Ｂから動作点Ｃの間の動作線は等圧線である。

動作点Ｅは、凝縮の等圧線と飽和蒸気線との交点である。動作点Ｅにおける圧力は飽和蒸気圧である。動作点Ｂから動作点Ｅの間は、凝縮器８２の入口付近であるが、冷媒は過熱ガス状態の高温ガスである。

動作点Ｅから動作点Ｆの間は、凝縮器８２の入口から出口にかけての区間に相当し、冷媒の状態は徐々に変化して、ガス状の部分に液状の部分を含む湿りガスとなる。ガス状の冷媒と液状の冷媒は、互いに混じって流れる二相流である。温度は凝縮温度で一定である。つまり、動作点Ｅから動作点Ｆの間は、圧力は一定の凝縮圧で、温度は一定の凝縮温度である。温度センサ９２は、この二相流における凝縮温度１４２を検出する。

動作点Ｆは、凝縮の等圧線と飽和液線との交点である。動作点Ｆにおいて冷媒はすべて液状の冷媒となる。動作点Ｆから動作点Ｃの間は、ファン８４の冷却能力に引きずられ液状の冷媒の温度が凝縮温度よりもさらに低下する。動作点Ｃは凝縮器８２の出口で、冷媒吐出側ポート６４の位置である。冷媒は、過冷却状態の液状冷媒である。

以上が、冷媒回収装置６０の冷媒吸入側ポート６２から冷媒吐出側ポート６４の間の冷媒の変化の説明である。なお、空調装置２０では、凝縮器３２の過冷却状態の液状の冷媒は、膨張弁３８によって急激に減圧される。膨張過程では比エンタルピーは一定で、等エンタルピー線に沿って圧力が低下する。動作点Ｃから動作点Ｇの間は液状の冷媒で温度は一定のままである。動作点Ｃは膨張の等エンタルピー線と飽和液線との交点である。ファン４２による冷却によって、動作点Ｃから液状の冷媒がガス状の冷媒に変化する蒸発が始まる。動作点Ｇから動作点Ｄの間は、液状の冷媒とガス状の冷媒が混じっている状態である。減圧が所定の低圧となると、一定圧の下での蒸発が進行し、蒸発熱に見合って比エンタルピーが減少する。動作点Ｈで、冷媒は全てガス状の冷媒となる。そして動作点Ａにおいて、圧縮機３０に供給される。このようにして、空調装置２０において冷凍サイクルが行われる。

図１に戻り、制御装置９４は、冷媒回収装置６０の圧縮機６８、凝縮器８２、冷媒吸入側ポート６２、冷媒吐出側ポート６４、三方弁８０、ファン８４、高圧遮断スイッチ７４、第１圧力センサ９０、温度センサ９２等の各要素の動作を全体として制御する。かかる制御装置９４は、適当なコンピュータ等で構成できる。制御装置９４は、冷媒回収の動作を制御する回収制御部９６と、回収冷媒に関する情報を出力する冷媒情報出力部９８とを含んで構成される。

冷媒情報出力部９８は、第１圧力センサ９０の検出値と、温度センサ９２の検出値とから、冷媒回収装置６０における回収冷媒の種類を判別し、判別した回収冷媒の種類を出力する。図２で述べたように、第１圧力センサ９０は、動作点Ｂにおける圧力１４０を検出する。圧力１４０は凝縮における一定圧力で、動作点Ｅから動作点Ｆにおける凝縮圧と同じである。温度センサ９２は、図２の動作点Ｅから動作点Ｆの間においてガス状の冷媒と液状の冷媒が混じって流れる二相流における凝縮温度１４２を検出する。（凝縮圧、凝縮温度）の組合せは、冷媒の種類によって定まる。第１圧力センサ９０の検出値を冷媒の凝縮圧とし、温度センサ９２の検出値を冷媒の凝縮温度として、冷媒の種類を判別し、これを回収冷媒の種類とする。

判別した回収冷媒の種類は、表示装置に出力される。好ましくは、検出された凝縮圧と凝縮温度も合わせて出力されることがよい。表示装置としては、液晶ディスプレイ、プリンタ等を用いることができる。一例を挙げると、「回収冷媒の種類：Ｒ４１０Ａ、凝縮圧：２．３ＭＰａ、凝縮温度：４０℃」等と表示される。

図１において、冷媒回収装置６０の冷媒吐出側ポート６４と冷媒回収容器１００との間を接続する管路は、回収冷媒１１７が流れる冷媒回収管路１０６である。冷媒回収容器１００は、ボンベ１０２と、ボンベ１０２の上部に設けられるボンベ側ポート１０４と、ボンベ側ポート１０４に設けられる可溶栓１０８と、フロートセンサ１０９とを含んで構成される。

ボンベ１０２は、所定の耐圧試験を合格した高圧ボンベである。図３にボンベ１０２の種類と、耐圧と、充填すべき冷媒種類との関係を示す。図２に示すように、耐圧の仕様が３種類あり、それに対応して、ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＣ３の３種類のボンベがある。図１の場合、Ｒ４１０Ａの冷媒対応のＦＣ３ボンベが用いられる。図１には、ボンベ１０２の内部に充填された冷媒１２０が示されている。フロートセンサ１０９は、冷媒１２０の液面の監視装置である。フロートセンサ１０９は、冷媒１２０の液面が所定の液面高さを超えることを検出し、その結果を冷媒回収装置６０に伝送する。

ボンベ側ポート１０４は、冷媒回収管路１０６が接続される液側ポートと、ボンベ１０２内の冷媒を吐出するための吐出側ポートと、それぞれのポートを開閉するバルブとが設けられる。

可溶栓１０８は、冷媒回収容器１００の容器安全弁で、冷媒回収容器１００が所定の温度を超える高温になったときに、ボンベ１０２の内部の冷媒を外部に放出させる。可溶栓１０８は、ボンベ側ポート１０４のボンベ１０２側の根元部分に設けられ、予め定めた所定温度を超えると溶融する合金で作られた栓である。所定温度の一例は、６０℃（＋０℃〜−４℃）である。

可溶栓１０８が溶融する一例は、冷媒回収装置６０における凝縮圧がその冷媒の６０℃における飽和圧力以上になっているときである。このときには、冷媒回収管路１０６を経てボンベ１０２の内部に充填されたときに、冷媒が飽和圧力で気化する。そのときの温度が６０℃を超えると可溶栓１０８が溶融し、冷媒が外部に噴き出す。冷媒回収装置６０は、高圧遮断スイッチ７４によって凝縮圧が一定値を超えないように安全保護がされるが、冷媒回収装置６０の仕様と冷媒回収容器１００の仕様の組合せが不適切であると、冷媒回収装置６０における凝縮圧がその冷媒の６０℃における飽和圧力以上になることが生じる。

図４に、主な冷媒の６０℃における飽和圧力を示す。図１の例では、回収冷媒がＲ４１０Ａである。Ｒ４１０Ａの６０℃における飽和圧力は３．８ＭＰａである。冷媒回収装置６０は、Ｒ４１０Ａ対応仕様であるので、高圧遮断スイッチ７４が作動する所定の圧力は３．０ＭＰａに設定され、圧縮機６８によって圧縮された後の圧力は３．０ＭＰａ未満に制限される。したがって、回収冷媒１１７の凝縮圧は３．０ＭＰａ未満となり、回収冷媒１１７が冷媒回収容器１００に充填されても、Ｒ４１０Ａの６０℃における飽和圧力である３．８ＭＰａ未満となり、可溶栓１０８は溶融しない。

上記構成の作用、特に制御装置９４の冷媒情報出力部９８の機能について、さらに詳細に説明する。

冷媒回収を行うとき、回収作業者は、空調装置２０の使用冷媒の種類を調べ、図３、図４またはそれに相当する仕様一覧等を参照し、空調装置２０の使用冷媒の種類に適合する仕様を有する冷媒回収装置６０と、冷媒回収容器１００とを準備する。図１の例は、空調装置２０の使用冷媒がＲ４１０Ａであるので、図３を参照してＦＣ３ボンベの冷媒回収容器１００を準備する。また、図４を参照して、Ｒ４１０Ａの６０℃における飽和圧力以下で作動する高圧遮断スイッチ７４を有する冷媒回収装置６０を準備する。

そして、空調装置２０のサービスポート５０，５２とゲージマニホールド５４の間を管路で接続し、ゲージマニホールド５４と冷媒回収装置６０の冷媒吸入側ポート６２との間を管路で接続する。また、冷媒回収装置６０の冷媒吐出側ポート６４と冷媒回収容器１００のボンベ側ポート１０４との間を冷媒回収管路１０６で接続する。空調装置２０と冷媒回収装置６０と冷媒回収容器１００の間が管路で接続されたことが確認された後、所定の冷媒回収作業標準書等の手順に従って回収作業が進められる。

冷媒回収装置６０の制御装置９４において、冷媒情報出力部９８は、第１圧力センサ９０と温度センサ９２のそれぞれの検出値を取得し、その結果から回収冷媒１１７の種類を判別して、図示しない表示装置に出力する。第１圧力センサ９０の検出値は回収冷媒１１７の凝縮圧であり、温度センサ９２の検出値は回収冷媒１１７の凝縮温度である。制御装置９４は、予め図３に示す冷媒の全てについて、それぞれの凝縮圧と凝縮温度の関連を示すデータを記憶したメモリを保有し、（凝縮圧、凝縮温度）の組合せを検索キーとして検索してその結果を回収冷媒１１７の種類として自動的に出力する。これに代えて、主たる冷媒についてのみ、それぞれの（凝縮圧、凝縮温度）の組合せとの関連を示すデータを記憶したメモリを保有するものとしてもよい。例えば、家庭用の空調装置２０に使用される代表的冷媒が３種類とすれば、その３種類についてのデータのみを記憶したメモリを用い、これに該当しない（凝縮圧、凝縮温度）の組合せのときは、「該当冷媒なし」と出力するものとしてよい。図１の例では、「回収冷媒は、Ｒ４１０Ａです。」と自動的に出力される。

実施の形態として、回収冷媒１１７の種類の判別用メモリを保有せず、（凝縮圧、凝縮温度）のデータをそのまま出力してもよい。この場合には、回収作業者がそのデータを見て、回収冷媒１１７が冷媒回収容器１００の仕様に合うかどうかを判断する。

上記では、空調装置２０の使用冷媒の種類に適合する仕様を有する冷媒回収装置６０と、冷媒回収容器１００を準備できたものとしたが、事情によっては、空調装置２０の使用冷媒の種類に適合する仕様を有する冷媒回収装置６０と、冷媒回収容器１００を準備できないことがある。一例として、空調装置２０の使用冷媒がＲ２２である場合を述べる。図３を参照すると、ボンベ１０２としては、ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＣ３のいずれも使用可能である。図４を参照すると、Ｒ２２の６０℃における飽和圧力は２．４ＭＰａであるので、冷媒回収装置６０は、安全を見て約２Ｍｐａ以下で作動する高圧遮断スイッチ７４を有する仕様のものが好ましい。

ここで、図１で説明した３Ｍｐａで作動する高圧遮断スイッチ７４を有する仕様の冷媒回収装置６０と、ＦＣ３ボンベを有する冷媒回収容器１００しか準備できなかったとする。従来では、回収作業者は、使用冷媒がＲ２２の空調装置２０と、３．０Ｍｐａで作動する高圧遮断スイッチ７４を有する仕様の冷媒回収装置６０と、ＦＣ３ボンベを有する冷媒回収容器１００を接続し、細心の注意を払いながら慎重に回収作業を進めることになる。すなわち、冷媒回収装置６０の監視圧力計７０，７２が表示する圧力を注意深く見ながら圧縮機６８の動作を監視する。そして、監視圧力計７２の表示値が、Ｒ２２の６０℃における飽和圧力である２．４ＭＰａ超さないようにする。安全側を考えると、監視圧力計７２の表示値が約２ＭＰａに近くなった時点で、冷媒回収装置６０において圧縮機６８の動作を停止させる。このように、従来では、回収作業者による細心の注意の下で回収作業が進められている。

図１の構成では、第１圧力センサ９０と、温度センサ９２を備えるので、仮に、空調装置２０の使用冷媒がＲ２２であるにもかかわらず、Ｒ４１０Ａであると誤った場合でも、冷媒情報出力部９８が「回収冷媒はＲ２２です。」と出力する。回収作業者は、この出力の表示によって、回収冷媒がＲ２２であることを知るので、例えば、直ちに冷媒吐出側ポート６４を閉じ、冷媒回収容器１００のボンベ側ポート１０４を閉じ、冷媒回収装置６０の動作を停止させる等の措置を取ることができる。このように、図１の構成によれば、従来において回収作業者が冷媒の種類について細心の注意を払ってもなお生じ得る誤りの場合でも、適切な措置をとることができ、冷媒回収容器１００の損傷等を事前に防止できる。

上記では、冷媒回収装置６０に第１圧力センサ９０と温度センサ９２を内蔵させ、それらが検出する（凝縮圧、凝縮温度）の組合せに基づいて回収冷媒１１７の種類を判別するものとした。その目的の１つは、冷媒回収装置６０の仕様と冷媒回収容器１００の仕様からみて、回収冷媒１１７を冷媒回収容器１００に充填したときに可溶栓１０８が溶融することを防止することである。図５は、回収冷媒１１７の凝縮圧に基づいて、回収冷媒１１７が冷媒回収容器１００の仕様に適合するか否かの情報を出力できる冷媒回収装置１５０を含む冷媒回収システム１２の構成を示す図である。

図５の冷媒回収装置１５０が図１の冷媒回収装置６０と相違するのは、第１圧力センサ９０、温度センサ９２が共に内蔵されず、代わりに冷媒回収装置１５０の外側に配置される冷媒回収管路１０６に第２圧力センサ１５２が設けられ、制御装置９４に想定冷媒設定部１５４が設けられることである。

第２圧力センサ１５２は、冷媒回収装置１５０の外側に配置される冷媒回収管路１０６に外付けで取り付けられ、冷媒回収管路１０６内部の回収冷媒１１７の圧力を検出する圧力計である。回収冷媒１１７の圧力は凝縮圧である。検出された回収冷媒１１７の凝縮圧は、適当な信号線を介して制御装置９４に伝送される。

想定冷媒設定部１５４は、回収を想定している冷媒の種類を設定する。例えば、図示しないキーボードが制御装置９４に接続され、回収作業者がキーボードを操作して回収を想定している冷媒の種類名を入力し、その入力データを制御装置９４が取得して、回収を想定している冷媒の種類に設定する。

冷媒情報出力部９８は、予め図３に示す冷媒の全てについて、冷媒回収容器に設けられる可溶栓が溶融する所定温度の下における飽和圧力との関連を示すデータを記憶したメモリを有する。そこで、想定冷媒設定部１５４によって設定された冷媒の種類を検索キーとしてメモリを検索し、その冷媒の所定温度における飽和圧力を取得する。これに代えて、図４に示すような、主たる冷媒についての（所定温度＝６０℃）における飽和圧力のデータを記憶したメモリを保有するものとしてもよい。取得した結果を用いて、冷媒情報出力部９８は、回収を想定している冷媒の所定温度における飽和圧力よりも回収冷媒１１７の圧力が高圧のときは、冷媒回収容器１００の可溶栓１０８を溶融するので、回収冷媒１１７の圧力が冷媒回収容器の仕様に不適合とする情報を出力する。

一例を挙げると、回収を想定している冷媒の種類をＲ２２とする。Ｒ２２の６０℃における飽和圧力は、図４により２．４ＭＰａである。回収冷媒１１７の凝縮圧が２．５ＭＰａであると、回収を想定している冷媒の所定温度における飽和圧力よりも回収冷媒１１７の圧力が高圧であり、冷媒回収容器１００の可溶栓１０８を溶融する。このようなことは、冷媒回収装置１５０がＲ４１０Ａに適合する仕様であって、高圧遮断スイッチ７４の遮断動作圧力が３．０ＭＰａのとき等に生じ得る。この場合、回収冷媒１１７の圧力が冷媒回収容器の仕様に不適合とする情報が出力される。

出力された情報は表示装置に表示される。回収作業者は、この出力の表示によって、回収冷媒１１７の凝縮圧が高すぎることを知るので、例えば、直ちに冷媒吐出側ポート６４を閉じ、冷媒回収容器１００のボンベ側ポート１０４を閉じ、冷媒回収装置６０の動作を停止させる等の措置を取ることができる。

また、表示装置に表示する以外に、ランプ点灯等で出力してもよい。例えば、回収冷媒１１７の圧力が、回収を想定している冷媒の所定温度における飽和圧力未満のときに「正常」ランプを点灯し、回収を想定している冷媒の所定温度における飽和圧力以上のときに「警報」ランプを点灯する。ランプ点灯に代えて、文字点灯出力、音声出力等を用いてもよい。また、これらの出力手段を併用してもよい。

図１の冷媒回収システム１０、図５の冷媒回収システム１２は、冷媒回収容器１００のボンベ１０２が空の状態である場合である。冷媒回収を行うときに準備した冷媒回収容器１００に既に何らかの冷媒が充填されている場合があるとき、既に充填されている冷媒と回収冷媒１１７が異なることがあると、１つのボンベ１０２は、異種冷媒が混合されることになるので好ましくない。

図６は、空調装置２０の冷媒の種類が冷媒回収容器１００に既に充填されている冷媒の種類と一致するか否かについての情報を出力できる冷媒回収装置１６０を含む冷媒回収システム１４を示す図である。図６において冷媒１７０は、空調装置２０の使用冷媒であり、冷媒１７２は、冷媒回収容器１００に既に充填されている冷媒である。

図６の冷媒回収装置１６０は、図１の冷媒回収装置６０に、冷媒判別センサ部１６２を設けたものである。冷媒判別センサ部１６２は、冷媒１７０の種類を判別する第１冷媒センサ１６４と、冷媒１７２の種類を判別する第２冷媒センサ１６６を含む。第１冷媒センサ１６４と第２冷媒センサ１６４は、赤外線方式または熱検出方式を用いることでリークした冷媒の種類を判別するリークセンサとして市販されているものを用いることができる。冷媒判別センサ部１６２に切替手段を設けて、第１冷媒センサ１６４と第２冷媒センサ１６４を１つのセンサで兼用するものとしてもよい。

第１冷媒センサ１６４によって冷媒１７０の種類を検出するには、冷媒吸入側ポート６２を閉状態として、ゲージマニホールド５４と管路１１０との間を遮断する。第２冷媒センサ１６６によって冷媒１７２の種類を検出するには、冷媒吐出側ポート６４を閉状態として、冷媒回収管路１０６と逆止弁８６との間を遮断する。なお、冷媒回収容器１００のボンベ側ポート１０４の液側ポートは開放する。

制御装置９４の冷媒情報出力部９８は、冷媒判別センサ部１６２の検出結果に基づいて、冷媒１７０の種類が冷媒１７２の種類と一致するか否かについての情報を出力する。出力された情報は表示装置に表示される。回収作業者は、この出力の表示によって、回収しようとする冷媒１７０と、既に冷媒回収容器１００に充填されている冷媒１７２が一致するか否かを知るので、一致していないときは、例えば、直ちに冷媒吐出側ポート６４を閉じ、冷媒回収容器１００のボンベ側ポート１０４を閉じ、冷媒回収装置６０の動作を停止させる等の措置を取ることができる。

また、表示装置に表示する以外に、ランプ点灯等で出力してもよい。例えば、冷媒１７０と冷媒１７２が一致するときは「正常」ランプを点灯し、一致しないときは「警報」ランプを点灯する。ランプ点灯に代えて、文字点灯出力、音声出力等を用いてもよい。また、これらの出力手段を併用してもよい。

冷媒判別センサ部１６２を図５の冷媒回収装置１５０に設けるものとすることができる。このように、冷媒判別センサ部１６２を設けることで、冷媒回収容器１００における異種冷媒混合を防止することができる。

１０，１２，１４冷媒回収システム、２０空調装置（冷凍機器）、２２室外機、２４室内機、３０，６８圧縮機、３２，８２凝縮器、３４，４２，８４ファン、３６受液器、３８膨張弁、４０蒸発器、４４アキュムレータ、５０，５２サービスポート、５４ゲージマニホールド、６０，１５０，１６０冷媒回収装置、６２冷媒吸入側ポート、６４冷媒吐出側ポート、６６回収部、７０，７２監視圧力計、７４高圧遮断スイッチ、８０三方弁、８６逆止弁、９０第１圧力センサ、９２温度センサ、９４制御装置、９６回収制御部、９８冷媒情報出力部、１００冷媒回収容器、１０２ボンベ、１０４ボンベ側ポート、１０６冷媒回収管路、１０８可溶栓、１０９フロートセンサ、１１０，１１２，１１４，１１６管路、１１７回収冷媒、１２０，１７０，１７２冷媒、１３０，１３２特性線、１３４臨界点、１４０圧力、１４２凝縮温度、１５２第２圧力センサ、１５４想定冷媒設定部、１６２冷媒判別センサ部、１６４第１冷媒センサ、１６６第２冷媒センサ。

Claims

冷媒の圧縮と凝縮と蒸発の循環によって冷凍サイクルを行う冷凍機器の冷媒回収用のサービスポートに接続される冷媒吸入側ポートと、
冷媒吸入側ポートからの冷媒を圧縮する圧縮機と、
圧縮後の冷媒を凝縮する凝縮器と、
冷媒回収容器に接続され、凝縮器によって凝縮された冷媒を吐出する冷媒吐出側ポートと、
圧縮機の出力口と凝縮器の入力口との間に設けられ、且つ、凝縮器によって凝縮された冷媒の凝縮圧を検出する圧力センサと、
凝縮器に設けられ凝縮された冷媒の凝縮温度を検出する温度センサと、
冷媒吸入側ポートを閉状態として冷凍機器のサービスポートからの冷凍機器冷媒の種類を判別し、冷媒吐出側ポートを閉状態として冷媒回収容器に充填されている回収容器冷媒の種類を判別する冷媒判別センサ部と、
冷媒回収容器が空の場合には、圧力センサと温度センサとを用いて、凝縮された冷媒の凝縮圧と共に、温度センサが検出した凝縮温度を回収作業者用に表示して出力し、冷媒回収容器にすでに何らかの冷媒が充填されている場合には、冷媒判別センサ部の検出結果に基づいて、冷凍機器冷媒の種類が回収容器冷媒の種類と一致するか否かについての情報を回収作業者用に表示して出力する冷媒情報出力部と、
を備えることを特徴とする冷媒回収装置。
冷媒の圧縮と凝縮と蒸発の循環によって冷凍サイクルを行う冷凍機器の冷媒回収用のサービスポートに接続される冷媒吸入側ポートと、
冷媒吸入側ポートからの冷媒を圧縮する圧縮機と、
圧縮後の冷媒を凝縮する凝縮器と、
冷媒回収容器に接続され、凝縮器によって凝縮された冷媒を吐出する冷媒吐出側ポートと、
冷媒吐出側ポートと冷媒回収容器の間の冷媒回収管路に設けられ冷媒回収管路の内部の凝縮された冷媒の圧力を凝縮器によって凝縮された冷媒の凝縮圧として検出する圧力センサと、
冷媒回収容器に充填を想定している冷媒の種類を設定する想定冷媒設定部と、
冷媒回収容器が空の場合には、圧力センサを用いて凝縮された冷媒の凝縮圧を回収作業者用に表示して出力するとともに、冷媒回収容器に設けられる可溶栓が溶融する温度を所定温度として、冷媒回収容器に充填を想定している冷媒の所定温度における飽和圧力よりも圧力センサが検出した凝縮圧が高圧のときは、冷媒回収装置における凝縮圧が冷媒回収容器の仕様に不適合とする情報を回収作業者用に表示し、冷媒回収容器にすでに何らかの冷媒が充填されている場合には、冷媒判別センサ部の検出結果に基づいて、冷凍機器冷媒の種類が回収容器冷媒の種類と一致するか否かについての情報を回収作業者用に表示して出力する冷媒情報出力部と、
を備えることを特徴とする冷媒回収装置。