JPH05340651A - 冷凍系の抽気装置、および、同抽気方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍機の冷媒ガス中に混入した非凝縮性ガス
を抽気する技術を改良して、該非凝縮性ガスに随伴して
大気中に放散される冷媒ガス含有率を格段に減少させ、
経済的損失を軽減するとともに、冷媒による公害を防止
する。 【構成】 分離器４で捕捉された混合ガスを放出ユニッ
ト６から大気中に放出することなく、これを第１槽９に
導いて冷媒をオイル１５に吸収させ、吸収されなかった
気体（冷媒ガスを殆ど含まない非凝縮性ガス）を放出ユ
ニット１８から大気中に放散させる。第１槽９で冷媒ガ
スを吸収したオイル１５は第２槽に送り、減圧・加熱し
て冷媒ガスを気化させ、気化した冷媒ガスは真空ポンプ
２０から冷凍機１に返送し、精製されたオイルは第１槽
９に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば冷凍機における
がごとく蒸発→圧縮→凝縮→減圧→（蒸発）の冷凍サイ
クルに従って循環している冷媒ガスなどの有用ガスの中
から、空気などの無用・有害な混入ガス（以下、非凝縮
性ガスという）および水蒸気を抽出して大気中に放出す
るための抽気装置、および同抽気方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来例の抽気装置を備えた冷凍機
を模式的に描いた系統図である。冷凍機１内の冷媒ガス
は圧縮機１ｃで加圧され、凝縮器１ａで熱を奪われて液
化し、蒸発器１ｂで熱を奪って気化し、この冷媒サイク
ルを連続的に繰り返す。上記冷媒ガスに非凝縮性ガスが
混入すると冷凍系の効率を低下させたり、冷凍機の構成
部品の腐食を誘発したりするので、この冷凍機１内の冷
媒ガス中から非凝縮性ガスを抽気する必要が有る。上記
非凝縮性ガスは一般に冷媒ガスよりも軽いので、該冷媒
ガスと混合した状態で凝縮器１ａに溜まる。上記の混合
ガスを圧縮機２で加圧し、冷却器３で冷却されて分離器
４に導かれる。この分離器４内で、前記の混合ガス中の
冷媒ガスは冷却器３の冷却温度に見合った温度で凝縮
し、液状となって分離器４の底部に溜まり、フロート式
の弁７を経て冷凍機１の蒸発器１ｂに還流する。前記混
合ガス中の非凝縮性ガスは液化せずに分離器４内に貯留
されるので、その圧力は次第に上昇する。上記分離器４
内の圧力は圧力センサ５で検出され、所定圧力に達する
と放出ユニット６が作動して大気中に放出される。

【０００３】上記と異なる非凝縮性ガスの抽気方法とし
て冷凍系の潤滑油を利用するように構成された、簡単で
巧みな考案も公知である。すなわち、冷凍機の圧縮機は
回転部材を有しているので、その軸受を潤滑する必要が
有る。そして、この潤滑油は一般に冷媒を溶解させる性
質を有しているので、この潤滑油の循環系統に槽と気体
放出弁とを設けて非凝縮性ガスを分離放出させようとす
るものである。しかしながら潤滑系統は、摩擦面に油膜
を形成するとともに摩擦熱を吸収し、運搬し、放出する
という重大な役割りを有しているので、その圧力・温度
条件は専ら本来の役目を果たすように設定されている。
すなわち、混合ガスの圧縮の程度は軸受への給油圧が適
正範囲を逸脱しないように制約され、また、冷媒ガスの
分圧も冷凍機の圧縮圧程度に制約され、冷媒ガス中の非
凝縮性ガスを分離放出せしめることは２義的なものであ
るから、非凝縮性ガスを放出する際は冷媒ガス重量含有
率が充分に小さくはないガスが放出される。従って、潤
滑系統を利用した抽気は本発明が採り上げようとするレ
ベルにおいては本発明に近い先行技術と言い難い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】冷凍機１内の冷媒ガス
中に非凝縮性ガスが混入した混合ガスを冷却器３で冷却
するだけでは分離が完全に行われず、放出ユニットから
大気中に放出される非凝縮性ガス中に冷媒ガスが含まれ
ている。例えば容量３００冷凍トン（１冷凍トンは３０
２４キロカロリー／時）の冷凍機は約５００キログラム
の冷媒を収蔵しているが、１年間に１０〜１５％が減量
する。この減量の、かなりの部分は抽気の際に非凝縮性
ガスに随伴して大気中に放散されたものと推察される。
このようにして冷媒ガスが大気中に放散されることは経
済的にも不都合であるが、オゾン層破壊を招くので放置
できない。本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
で、冷媒ガスの随伴放出量を格段に減少（目標値は図５
に示した従来の抽気方式の中で最も冷媒の随伴放出量の
少ない方式のなかの一つの方式の１／１０以下）せしめ
得る抽気装置、および抽気方法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに創作した本発明の基本的原理を略述すると次のごと
くである。すなわち、従来技術（図５）における混合ガ
スの分離は、単に混合ガスを加圧・冷却して非凝縮性ガ
スと冷媒ガスとを分溜するものであったが、本発明にお
いては２つの槽を設け、その第１の槽では混合ガスを
「冷媒と化学反応を生じずにこれを溶解する液体」（以
下オイルという）に溶解させ、第２槽では上記のオイル
を加熱・減圧して冷媒ガスを気化させる。この場合の減
圧は、冷凍系のサイクル中で最も低圧の部分よりも大幅
に真空状態に近づけ、気化した冷媒ガスは冷凍系内へ回
収する。このようにして第２槽にて冷媒ガスの含有率を
極度に低下させたオイルを前記第１の槽に移し、冷媒を
溶解してもなお冷媒含有率が低く、分圧の高い冷媒ガス
の存在を許さないようにし、上記の第１の槽の上部空間
に溜まった非凝縮性ガスの圧力が上昇すると、これを大
気中に放出する。なお第１槽内のオイルは、温度が低い
ほど飽和蒸気圧力（冷媒含有オイルに対する冷媒ガスの
飽和蒸気圧）が低くなり、混合ガス中における冷媒ガス
の残存濃度が低くなる。このため、前記第１槽内のオイ
ルを冷却する。

【０００６】

【作用】上述の手段よれば、第１の槽で混合ガスをオイ
ルに溶解させる工程において、非凝縮性ガスはオイル中
に溶解しにくいので分別される。そして、第２の槽でオ
イルを加熱して冷媒を気化させ、気化した冷媒ガスは冷
凍機に還流させる。この第２の槽から冷媒ガスを回収す
ることにより、非凝縮性ガスに随伴する冷媒ガスの含有
率が格段に低下する。

【０００７】

【実施例】図１は本発明に係る抽気装置の１実施例を示
す系統図である。図示の線ａ−ａよりも左方は、従来技
術を描いた図５に示した冷凍機１と同様ないし類似の冷
凍機である。線ａ−ａと線ｂ−ｂとの間は混合ガスの圧
縮・冷却部であって、前記の図５について説明した構成
部分と類似であるが、本実施例においては放出ユニット
６を取り除いてある。この放出ユニット６は必ずしも取
り除かなくても良いが、本実施例においては作動せしめ
ない。図示の線ｂ−ｂよりも右方は、本発明を適用して
構成した冷媒回収部分である。前記の分離器４内の上部
空間に対して電動弁８を介して接続された第１槽９と、
上記と別体に構成された第２槽１０とを設ける。上記２
つの槽の中には、冷媒を良く溶解し得るオイル１５が貯
えられていて、次に述べるようにして相互に連通されて
いる（一般に、冷媒は鉱油に良く溶けこむ）。

【０００８】ポンプ１１は第１槽９内のオイルを吸入
し、電磁弁１２を介して第２槽１０に送る。また、ポン
プ１３は第２槽１０内のオイルを吸入し、電磁弁１４を
介して第１槽９に送る。図示のレベルＬ１００は、双方
の槽内の液体を同量ならしめた基準状態の油面を表わし
ている。上記第１槽９には冷却器２１を設け、第２槽１
０には加熱器２２を設けて、それぞれ内部のオイルを冷
却，加熱できるようにしてある。第１槽９に併設された
ガスポンプ２３は槽内上部空間の気体を吸入してオイル
１５内に吐出し、気体をオイルに良く接触させる。第２
槽１０に併設された真空ポンプ２０は、槽内上部空間の
気体を吸引して冷凍機１の蒸発器１ｂに送りこむ。１
６，１９はそれぞれ第１槽，第２槽内のオイル１５の油
面を検出する液面センサであり、前記のポンプ１１，１
３はこれらの液面センサの検出信号に基づいて作動・停
止せしめられる。１７は第１槽９内の上部空間に接続さ
れた圧力センサであって、その検出信号が設定値を越え
ると放出ユニット１８が開放作動し、その後設定値より
も下がると該放出ユニット１８が閉鎖作動するようにな
っている。

【０００９】次に、図１に示した実施例の装置を用いて
本発明に係る抽気方法を実施した１例について説明す
る。冷凍機の凝縮器１ａ内に溜まった混合ガスは圧縮機
２で吸入，圧送され、冷却器３で冷却されて分離器４に
導かれて冷媒ガスが凝縮して弁７を経て冷凍機の蒸発器
１ｂに返送される。非凝縮性ガス（主成分は空気）は液
化せずに分離器４内に蓄積され、その圧力は次第に上昇
する。しかし、この分離器４内の気体をそのまま大気中
に放出すると冷媒ガスを随伴するので、本実施例では圧
力センサ５の検出信号が所定の値に達すると電動弁８を
開いて第１槽９内のオイル１５の中へ噴出させる。非凝
縮性ガスは一般に鉱油の中へ溶解しにくくオイル１５内
を気泡になって上昇するが、冷媒ガスは鉱油に良く溶け
るのでオイル１５に吸収される。このようにして、混合
ガス中の冷媒ガス含有率が低くなって第１槽９の上部空
間に溜まる。この場合、混合ガス中の冷媒ガスは、その
分圧がオイル１５の温度と冷媒混入のパーセンテージと
で決まる飽和圧力になるまで溶け込み続ける。オイルの
温度と、オイルの冷媒含有率と、その冷媒含有率におけ
る冷媒ガスの飽和圧力との関係を図６に示す。冷却器２
１によってオイル１５を冷却し、冷媒のオイルに対する
飽和圧力を小さくして、残存している冷媒ガスの重量を
減少させる。実際の作動は、静的な実験値から算出され
る平衡状態と僅かに異なるが、その傾向は全く同じであ
る。従って、混合ガス中の冷媒ガスをオイル１５中にな
るべく良く溶解させ、第１槽９の上部空間に溜まる非凝
縮性ガスの気体中の冷媒ガス含有率を下げるには、オイ
ル１５の温度を下げるとともに、該オイルの冷媒含有率
を低くすることが有効である。この場合、オイルが冷媒
を吸収すると該オイル中の冷媒含有率は上昇するが、一
つのサイクルで冷媒を吸収し終った後において、混合ガ
ス中に残存している冷媒ガスの分圧を極小に抑えること
が望まれる。そこで、本実施例は次のようにして槽内の
オイル１５中の冷媒濃度を下げる。すなわち、第１槽９
内のオイルが冷媒を溶解すると、次第に体積を増し、油
面レベルが上昇する。そこで液面センサ１６によってオ
イル１５の油面レベルを検知し、レベルＬ１０１に達す
るとポンプ１１を作動させるとともに電磁弁１２を開い
て、油面がレベルＬ１０２になるまで、第１槽９内のオ
イルを第２槽１０に移し、加熱器２２で加熱するととも
に真空ポンプ２０を運転して第２槽１０内を減圧して、
該第２槽内のオイルに含まれている冷媒を気化させる。
該オイルは非凝縮性ガスをほとんど溶解していないの
で、第２槽の上部空間に溜まる気体は純度の高い冷媒ガ
スである。この純冷媒ガスは真空ポンプ２０によって冷
凍機１の蒸発器１ｂに送りこんで冷凍系に戻す。この場
合、前記真空ポンプ２０によって第２槽１０を減圧する
ので、従来技術においては到底達成されなかった高度の
真空状態が得られ、該第２槽１０内のオイルは含有して
いた冷媒をほとんど全部放出する。この、冷媒完全放出
作用は本発明特有の作用である。

【００１０】上述のようにして第２槽１０内のオイルを
沸騰させて冷媒ガスを放出させると、レベルＬ１０３ま
で上昇していた油面がＬ１０４まで下降する。このレベ
ル下降は冷媒ガスの放出を意味することになるので、油
面がレベル１０４まで下降したことを液面センサ１９で
検知すると、電磁弁１４を開きポンプ１３を作動させて
第２槽１０内のオイルを第１槽９に返送し、該第１槽９
内に冷媒を殆ど含まないオイルをレベルＬ１００まで入
れる。このようにして第１槽９内のオイルは冷媒濃度を
低く保持されるので、常に冷媒吸収性能が高く保たれ、
該第１槽９の上部空間に溜まる気体の冷媒含有率が低く
なる。

【００１１】図７は上記と異なる実施例を示し、図１に
示した線ｂ−ｂよりも右方に相当する部分を描いてあ
る。第２槽１０内のオイルの温度を検出して加熱器２２
を制御する温度センサ７１と、第２槽１０内の上部空間
の圧力を検出して真空ポンプ２０を制御する圧力センサ
７２とが設けられ、さらに、液面センサ１６の検出信号
を入力されてポンプ１３および電磁弁１４を制御するタ
イマ付制御装置７５が設けられている。第１槽９内のオ
イル１５が冷媒を溶解すると膨脹し、液面が上昇する。
この液面上昇は液面センサ１６により検出され、タイマ
付制御装置７５に入力される。液面がレベルＬ１０１′
に達すると、ポンプ１１を作動させるとともに電磁弁１
２を開き、レベルＬ１０２′になるまで第１槽９内のオ
イルを第２槽１０に移動させる（この時はタイマは機能
せず、レベルＬ１０１′に達したときおよびＬ１０２′
に達したとき直ちに指令が行われる）。第２槽１０内の
オイルは、温度センサ７１で制御される加熱器２２によ
り加熱されて高温になっている。そして該第２槽１０内
の上部空間は、圧力センサ７２で制御される真空ポンプ
により高真空（例えば−７５９ｍｍＨｇ）に保たれてい
る。このため、第２槽１０内のオイルに含まれている冷
媒は迅速かつ殆ど完全に気化し、オイル中に冷媒含有率
は極めて低くなる。前述のごとく第１槽内のオイルが第
２槽１０に移された後、所定の時間を経過すると、タイ
マ付制御装置７５がタイマ機構により電磁弁１４を開く
とともにポンプ１３を作動させ、第１槽９内の液面がレ
ベルＬ１００になるまで、第２槽１０内のオイルを第１
槽９内へ移動させる。図７について以上に述べた作動が
行われている間、電動弁８を経て第１槽９内へ送入され
る混合ガスは継続的に送入されており、該第１槽９内の
オイル１５による冷媒ガスの溶解は継続されている。本
例（図７）によれば、冷媒ガスの溶解，回収のプロセス
が自動的、かつ継続的に遂行される。

【００１２】さらに、図示のガスポンプ２３を運転して
第１槽９の上部空間の気体をオイル１５内に吹き込み、
気泡として上昇させて循環せしめると、該上部空間内に
残存する冷媒ガスのオイル中への溶解が促進され、冷媒
含有率はいっそう低下して殆ど純粋な非凝縮性ガスとな
る。前記混合ガス中に水蒸気を含んでいる虞れが有ると
きは、図７に仮想線で示したドライヤ４１を設けて除湿
すると、水分が第１槽９内に侵入する虞れが無い。上記
のドライヤ４１は、シリカゲルの如く物理的に水蒸気を
吸着するものを用いることもでき、また、当該圧力条件
下における水蒸気の露点以下の物体に触れさせて除去す
るものであっても良い。

【００１３】上述のようにして冷媒ガスと非凝縮性ガス
とが分離され、冷媒ガスは冷凍系に戻されるが非凝縮性
ガスは第１槽９の上部に溜まるので該第１槽内の圧力は
次第に上昇する。この圧力上昇は圧力センサ１７で検出
され、放出ユニット１８を作動させて大気中に放出され
る。この放出される気体は上述のごとく純粋に近い非凝
縮性のガスであって殆ど冷媒ガスを随伴しないので、冷
媒の放散による経済的損失が著しく軽減されるのみでな
く、冷媒ガスによる環境破壊が防止される。上記の実施
例は図５に示した従来例に本発明を適用することによ
り、放出される非凝縮性ガス中の冷媒ガス濃度を図５の
従来例に比して１／１０弱ならしめ得た。図５に示した
従来例以外の従来例に本発明を適用した場合、いずれも
本例におけると同等以上の冷媒ガス濃度減少効果が認め
られ、１／３０〜１／５０となった例も確認された。

【００１４】図２は前記と異なる実施例を示す模式図で
ある。この実施例の基本的な配管系統は前記実施例（図
１）と同様であり、主たる相異は第１槽および第２槽の
形状である。すなわち、本例の第１槽９′および第２槽
１０′は、それぞれ上半部に比して下半部が大径になっ
ている。このため、オイル１５の油面が槽の上半部に位
置しているとき、オイルの体積変化に比して油面の変化
が大きい。従って液面センサ１６′，１９′による油面
レベルの検出を高精度で行なうことができる。

【００１５】図３は、前記と異なる実施例を示す。この
実施例の全体的構成は図１に示した実施例と類似である
が、第１槽およびこれに付設された構成部分が異なって
おり、図３は上記の異なっている部分を抽出して描いて
ある。前掲の図１の実施例においては、第１槽９内の混
合ガスをオイル１５と良く接触させるため、ガスポンプ
２３によって混合ガスをオイル中に吹き込んで気泡を上
昇させる構造であったが、図３に示した実施例の第１槽
９″はオイルポンプ３１によってオイル１５を汲み上
げ、シャワーノズル３２から槽内上部空間に噴霧し、オ
イルと混合ガスとを良く接触させる。本例においては第
１槽９″内の上部空間に貯まる非凝縮性ガス中にオイル
のミストが浮遊するので、放出ユニット１８と第１槽
９″との間にセパレータ３３を介装接続してオイルミス
トを捕捉するようになっている。

【００１６】現在、実用に供されている冷凍機１には、
図１に示した線ａ−ａと同ｂ−ｂとの間に描かれている
構成部分（圧縮部，冷却部，分離部）を備えているもの
と、備えていないものとが有る。このような実情に鑑み
て、既設の冷凍機に本発明を経済的に適用するため、本
発明に係る構成部材を次に示す２種類のユニットとして
準備しておき、情況に応じて供給する。 （第１のユニット）図１の線ｂ−ｂよりも右方に描いた
構成部分（回収部）を配管接続して、輸送可能なユニッ
トとして構成する。この第１のユニットは、線ａ−ａと
線ｂ−ｂとの間に描いた圧縮・冷却部を備えている既設
冷凍機に適用するに好適である。本発明において輸送可
能とは、地盤ないしは地上構築物に固定されていないと
いう意味であって、分解輸送可能な構造であっても良
い。 （第２のユニット）図１の線ａ−ａよりも右方に描いた
構成部分（圧縮・冷却・液分離部＋回収部）を配管接続
して、輸送可能なユニットとして構成する。この第２の
ユニットは、線ａ−ａと線ｂ−ｂとの間に描いた圧縮・
冷却部を備えていない既設冷凍機に適用するに好適であ
る。

【００１７】前記第１のユニットを、線ａ−ａと線ｂ−
ｂとの間に描いた構成部分（圧縮・冷却・液分離部）を
備えていない既設冷凍機に適用することも可能である。
このように適用した状態を図４（Ａ）に示す。同図
（Ｂ）は放出ユニット１８′の拡大詳細図である。この
図４の構成は図１の実施例に比して多量の冷媒が第１槽
９に流入してくる（図１において分離器４から蒸発器１
ｂに還流する分の冷媒が図４の実施例では第１槽９に流
入するからである）。しかし、第１槽９および第２槽１
０の容量を大きく構成することによって抑制し得る。こ
の場合は圧縮工程を経ていないため放出ユニット１８′
から放出される非凝縮性ガスに随伴する冷媒ガスの混合
率は図１の実施例よりも若干大きくなる。こうした特性
を念頭に置いて適用すれば本図４に示した実施例は充分
な実用的効果を奏する。

【００１８】この図４（Ａ）に実線で描かれている構成
においては第１槽９内の圧力が余り高くならないので、
放出ユニット１８′を同図（Ｂ）に示すように構成す
る。すなわち電磁開閉弁１８ａとガスポンプ１８ｂとを
直列に接続し、該電磁開閉弁１８ａを開いてガスポンプ
１８ｂにより第１槽９内上部空間に溜まった非凝縮性ガ
スを排出できるように構成する。また、仮想線で示した
圧縮機２を設けると、上記のガスポンプ１８ｂを設けな
くても良い。

【００１９】さらに、図１の実施例において圧縮機２を
省略した構成も考えられる。この構成を前掲の図４の実
施例に比較すると、図４には設けられていない冷却器３
によって混合ガス中の冷媒ガスの一部が液化されて第１
槽９に流入するので、該第１槽９および第２槽１０を図
４の実施例ほど大きくしなくても充分な実用的効果が得
られる。また、図１の実施例において冷却器３および分
離器４を省略した構成も考えられる。この構成は、図４
の実施例に、仮想線で描いた圧縮機２を追加した構成に
相当する。このようにして圧縮機２を追加すると、第１
槽９内の圧力を上昇させて非凝縮性ガスの比体積を小さ
くし、第１槽９の上部空間の非凝縮性ガスの重量を増加
させ、混合ガス中の冷媒ガスの重量含有率を低下させる
ことができ、冷媒の放出を減少せしめ得る。

【００２０】次に、前記各実施例をさらに改良する方策
について説明する。図８に実線で描いたのは、図１の線
ｃ−ｃよりも右方の構成の内で、圧力制御に関係する部
材である。上述の各実施例についての説明は、オイル１
５に対する冷媒ガスの溶解や冷媒の蒸気圧について、静
的に平衡した状態を考えていたが、実際には動的に、平
衡に達するまでの過渡的状態や過飽和の問題などが影響
を及ぼす。例えば電動弁８が開弁して第１槽内に混合ガ
ス（冷媒ガス＋非凝縮性ガス）が流入したとき、槽内圧
力は一時的に上昇し、混合ガス中の冷媒ガスがオイル１
５中に溶解するにつれて槽内圧力が低下し、平衡状態に
近づく。こうした圧力の上昇，下降を繰り返しつつ次第
に非凝縮性ガスが貯溜されて槽内の圧力が上昇してゆ
く。この場合、平衡に近い状態で、しかも槽内圧力を表
わす圧力センサ１７の出力信号が所定値に達したとき放
出ユニット１８が放出作動を開始することが望ましい。
すなわち、一時的な槽内圧力の上昇時に放出作動が行わ
れると、混合ガス中の冷媒ガスが未だオイル１５に溶解
していないうちに放出されることになり、冷媒ガスの随
伴濃度が大となる。そこで図８に示すようにタイマ機構
付きの自動制御装置６１を設けて電動弁８および放出ユ
ニット１８を制御させる。そしてこのタイマ機構付き自
動制御装置に「電動弁８を開弁させている間は、圧力セ
ンサ１７の出力信号が所定値以上になっても、放出ユニ
ット１８に放出作動を行なわせない」というプログラム
を与えておく。さらに「開かせてあった電動弁８を閉じ
させた後も、所定の時間内は、放出ユニット１８に放出
作動を行なわせない」というプログラムも与えておく。
このように構成した場合の作用，効果を理論面から見る
と、オイル１５内への冷媒ガスの溶解が平衡に達するま
での過渡的な状態（第１槽内圧の一時的上昇）による誤
作動（望ましからぬ放出作動）を抑制するものである。
また、この作用，効果を比喩的に言えば、電動弁８を流
通したガスを放出ユニット１８に直通させないようにす
るものである。図８は、構造，機能の理解に便なるごと
く、独立した専用のタイマ機構付自動制御装置６１を描
いてあるが、本実施例における該タイマ機構付自動制御
装置６１に備えられるべき制御機能を、当該抽気装置の
集中制御装置（図示せず）に包含させた構成が実際的で
ある。

【００２１】図８について以上に説明した実施例と異な
る実施例として、タイマ機構付自動制御装置６１に次の
ようなプログラムを与えた構成にしても同様な効果が得
られる。すなわち「放出ユニット１８に開弁作動指令を
与えている間は、電動弁８に開弁作動指令を与えな
い」。図９はさらに異なる実施例を示し、前掲の図８に
比して異なるところは、分離器４の流出側に設けた弁手
段としての電動弁８の他に、第２の弁手段として該分離
器４の流入側に電磁弁５１を設けたこと、および、電動
弁８と放出ユニット１８との関係を制御する自動制御装
置６１に代えて、電動弁８と電磁弁５１との関係を制御
する自動制御装置５８を設けたことである。上記の自動
制御装置５８には次のようなプログラムを与えてある。
すなわち、「電動弁８に開弁指令を与えている間は、電
磁弁５１に開弁指令を与え、圧縮機２に停止命令を与え
る」。このように構成すると「冷却器３を通過した非凝
縮性ガスと、該冷却器で凝縮した冷媒液との混合流」
が、分離器４で分離されずに直通することが無くなり、
第１槽９の負担が軽くなる。その結果、第１槽９の容量
を余り大きくしなくても放出ユニット１８から大気中に
放出される非凝縮性ガスに随伴する冷媒ガスの混合率を
極めて小さくすることができる。

【００２２】図１０は、図１に示した実施例の改良例を
示す。図１と同一の符号を付したものは図１におけると
同様ないし類似の構成部分である。ただし、図面を簡略
にして読図に便ならしめるため、冷却器２１，加熱器２
２，およびドライヤ４１、並びに線ｂ−ｂよりも左方は
図示を省略してある。第１槽９の底部に送入されてオイ
ル１５内を上昇する混合気体の流路を長くするよう、バ
ッフル板３４ａ〜３４ｅを設けて迷路を形成してある。
これにより冷媒ガスのオイル１５への溶解が促進され
る。第１槽９内には、放出ユニット１８へ流動する気体
を通過させて該気体中のミストを捕捉するミスト・セパ
レータ（略称セパレータ、別称エリミネータ）３３が設
けられ、また第２槽１０内には真空ポンプ２０の吸入側
に連通せしめて上記と同様のミスト・セパレータ３３が
設けられている。これにより、槽内上部空間の気体に含
まれているオイル・ミストが除去され、槽外に流出しな
くなる。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明の装置を
用いて本発明の方法を実施すると、冷凍系の冷媒ガス中
に混入した非凝縮性ガスを抽気する場合、該非凝縮性ガ
スに随伴して大気中に放散される冷媒ガスの含有率を格
段に減少せしめることができ、冷媒減失による経済的損
失を軽減し得るのみならず、冷媒放散による環境破壊を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す系統図である。

【図２】上記と異なる実施例における第１槽および第２
槽付近を模式的に描いた説明図である。

【図３】上記と更に異なる実施例における第１槽および
その付属部材の模式的な断面図である。

【図４】前記と更に異なる実施例における全体的な構成
を説明するための系統図である。

【図５】従来例の抽気装置を備えた冷凍機の系統図であ
る。

【図６】冷媒を含有するオイルに対する冷媒ガスの飽和
蒸気圧力と温度との関係を示す図表である。

【図７】前記の各実施例と更に異なる実施例の系統図で
ある。

【図８】前記の各実施例と更に異なる実施例の系統図で
ある。

【図９】前記の各実施例と更に異なる実施例の系統図で
ある。

【図１０】前記の各実施例と更に異なる実施例の系統図
である。

【符号の説明】

１…冷凍機、１ａ…凝縮器、１ｂ…蒸発器、１ｃ…圧縮
機、２…圧縮機、３…冷却器、４…分離器、６…放出ユ
ニット、７…フロート式の弁、８…電動弁、９，９′，
９″…第１槽、１０，１０′…第２槽、１１…ポンプ、
１２…電磁弁、１３…ポンプ、１４…電磁弁、１５…オ
イル、１６…液面センサ、１７…圧力センサ、１８…放
出ユニット、１９…液面センサ、２０…真空ポンプ、２
１…冷却器、２２…加熱器、２３…ガスポンプ、３１…
オイルポンプ、３２…シャワーノズル、３３…セパレー
タ、４１…ドライヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玄葉 武夫 東京都千代田区神田和泉町１番地 日立ビ ル施設エンジニアリング株式会社内

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍系内に混入した非凝縮性のガスと水
   蒸気と冷凍系を構成している冷媒蒸気との混合気体を上
   記冷凍系から抽出して分離器（４）に圧送する圧縮機
   （２）と、上記の混合気体を圧送する管路の途中に設け
   られた冷却器（３）と、上記分離器内で非凝縮性ガスを
   分離されて液化した冷媒流体を前記の冷凍系内に還流さ
   せる管路とを備えた冷凍系において、 前記分離器の上部空間に対して弁手段（８）を介して連
   通された、冷却器（２１）を備えた第１槽（９）と、 上記第１槽内の圧力を検出する圧力センサ（１７）の検
   出信号に基づいて、該第１槽内の上部空間を大気に連通
   せしめる放出ユニット（１８）と、 上記第１槽内の下部空間に対して弁手段（１２，１４）
   を介して連通された、加熱器（２２）を備えた第２槽
   （１０）と、 吸入側を上記第２槽に接続されるとともに排出側を前記
   冷凍機（１）に連通されている真空ポンプ（２０）と、
   を具備していることを特徴とする、冷凍系の抽気装置。
2. 【請求項２】 前記の分離器（４）内の圧力を検出する
   圧力センサ（５）が設けられており、かつ、前記の分離
   器（４）と第１槽（９）との間に介装された弁手段
   （８）は電磁力によって開閉作動せしめられる弁であっ
   て前記圧力センサ（５）の検出信号に基づいて開閉制御
   されることを特徴とする、請求項１に記載した冷凍系の
   抽気装置。
3. 【請求項３】 前記の第１槽（９）は、吸入口を槽内の
   上部空間に接続されるとともに吐出口を槽内の下部空間
   に接続されたガスポンプ（２３）を備えていることを特
   徴とする、請求項１に記載した冷凍系の抽気装置。
4. 【請求項４】 前記の第１槽（９）内の下部空間を満た
   して、冷媒ガスを溶解する性能を有する液体が封入され
   ていることを特徴とする、請求項１に記載した冷凍系の
   抽気装置。
5. 【請求項５】 前記の第１槽（９）と第２槽（１０）と
   を連通している管路は、それぞれ吸入，吐出方向が反対
   の２個のポンプ（１１，１３）の片方ずつを有する２本
   の管路であり、若しくは油圧機構学的にこれと等価の管
   路であることを特徴とする、請求項１に記載した冷凍系
   の抽気装置。
6. 【請求項６】 前記の第１槽（９）は液面センサ（１
   ６）を備えていて、前記２個のポンプの内、第１槽内の
   流体を第２槽（１０）に送るポンプ（１１）は上記液面
   センサの検出信号に基づいて作動の開始，中止を制御さ
   れる構造であり、かつ、 前記第２槽（１０）は液面センサ（１９）を備えてお
   り、 前記２個のポンプ内、第２槽内の流体を第１槽（９）に
   送るポンプ（１３）の作動開始は上記液面センサ（１
   ９）の検出信号に基づいて制御され、かつ、 該ポンプ（１３）の作動中止は前記第１槽の液面センサ
   （１６）の検出信号に基づいて制御される構造であるこ
   とを特徴とする、請求項５に記載した冷凍系の抽気装
   置。
7. 【請求項７】 前記第１槽（９）に設けられている液面
   センサ（１６）の出力信号を入力され、該液面センサの
   信号値が所定の値となってから所定時間を経過すると、
   第１槽（９）と第２槽（１０）との間に設けられている
   ポンプおよび弁を作動させて第１槽内の液体を第２槽内
   へ移動させるタイマ付制御装置（７５）が設けられてい
   ることを特徴とする、請求項６に記載した冷凍系の抽気
   装置。
8. 【請求項８】 前記の第１槽および第２槽は、それぞ
   れ、上半分の水平断面積に比して下半部の水平断面積が
   大きくなっていることを特徴とする、請求項１に記載し
   た冷凍系の抽気装置。
9. 【請求項９】 前記の第１槽は、槽内下部空間の液体を
   吸入して槽内上部空間に噴射するオイルポンプ（３１）
   を備えていることを特徴とする、請求項１に記載した冷
   凍系の抽気装置。
10. 【請求項１０】 前記の第１槽（９）および第２槽（１
    ０）、並びにこれらの槽に付属し若しくはこれらの槽の
    間に介装される部材が相互に接続されて、輸送可能なユ
    ニットに構成されていることを特徴とする、請求項１に
    記載した冷凍系の抽気装置。
11. 【請求項１１】 前記の第１槽（９）、第２槽（１０）
    および分離器（４）、並びにこれらの機器に付属し若し
    くはこれらの機器の間に介装される部材が相互に接続さ
    れて、輸送可能なユニットに構成されていることを特徴
    とする、請求項１に記載した冷凍系の抽気装置。
12. 【請求項１２】 前記の弁手段（８）と第１槽（９）と
    を接続する管路の途中に、混合気体中の水蒸気を除去す
    るドライヤ（４１）を介挿接続したことを特徴とする、
    請求項１に記載した冷凍系の抽気装置。
13. 【請求項１３】 冷凍系内に混入した非凝縮性のガスお
    よび水蒸気と、冷凍系を構成している冷媒蒸気との混合
    気体を上記冷凍系から抽出して分離器（４）に圧送する
    圧縮機（２）と、上記の混合気体を圧送する管路の途中
    に設けられた冷却器（３）と、上記分離器内で非凝縮性
    ガスを分離されて液化した冷媒流体を前記の冷凍系内に
    還流させる管路とを備えた冷凍系から非凝縮性のガスを
    抽気する方法において、 ２個の槽を設けて、その第１槽（９）に比して第２槽
    （１０）内を高温，低圧にして第１槽内よりも冷媒が気
    化し易い状態とし、 前記分離器（４）内の上部空間に溜まった気体を、第１
    槽内でオイル（１５）に溶解させて該第１槽上部空間に
    非凝縮性ガス含有率の高い気体を溜め、 上記第１槽内のオイルを第２槽内に移して、該第２槽内
    でオイル中の冷媒を気化させて回収することを特徴とす
    る、冷凍系の抽気方法。
14. 【請求項１４】 第２槽（１０）内でオイル中の冷媒を
    気化させた後、該オイルを第１槽（９）に戻し、第２槽
    に比して低温高圧の雰囲気内で冷媒をオイル中に溶け込
    ませて冷媒ガスの分圧を下げ、該オイルに溶け込まなか
    った非凝縮性ガスを第１槽外に放出することを特徴とす
    る、請求項１３に記載した冷凍系の抽気方法。
15. 【請求項１５】 前記第１槽（９）の下半部空間内に貯
    えられているオイル（１５）をオイルポンプ（３１）で
    汲み上げて、該第１槽の上部空間内に噴射し、粒状のオ
    イルを第１槽内に降らせることを特徴とする、請求項１
    ４に記載した冷凍系の抽気方法。
16. 【請求項１６】 冷凍系内に混入した非凝縮性のガスと
    水蒸気と冷凍系を構成している冷媒蒸気の混合気体を上
    記冷凍系から抽出して分離器（４）に送給する管路の途
    中に設けられた冷却器（３）と、上記分離器内で非凝縮
    性ガスを分離されて液化した冷媒流体を前記の冷凍系内
    に還流させる管路とを備えた冷凍系において、 前記分離器の上部空間に対して弁手段（８）を介して連
    通された、冷却器（２１）を備えた第１槽（９）と、 上記第１槽内の圧力を検出する圧力センサ（１７）の検
    出信号に基づいて、該第１槽内の上部空間を大気に連通
    せしめる放出ユニット（１８）と、 上記第１槽内の下部空間に対して弁手段（１２，１４）
    を介して連通された、加熱器（２２）を備えた第２槽
    （１０）と、 吸入側を上記第２槽に接続され、排出側を冷凍機（１）
    に接続されている真空ポンプ（２０）と、を具備してい
    ることを特徴とする、冷凍系の抽気装置。
17. 【請求項１７】 冷凍機の凝縮器（１ａ）に対して弁手
    段（８）を介して連通された、冷却器（２１）を備えた
    第１槽（９）と、 上記第１槽内の圧力を検出する圧力センサ（１７）の検
    出信号に基づいて、該第１槽内の上部空間を大気に連通
    せしめる放出ユニット（１８）と、 上記第１槽内の下部空間に対して弁手段（１２，１４）
    を介して連通された、加熱器（２２）を備えた第２槽
    （１０）と、 上記第２槽の上部空間から排気して冷凍機（１）に返送
    する真空ポンプ（２０）と、を具備していることを特徴
    とする、冷凍系の抽気装置。
18. 【請求項１８】 冷凍機の凝縮器（１ａ）に対して弁手
    段（８），および圧縮機（２）、並びに、水蒸気を除去
    するドライヤ（４１）を介して連通された、冷却器（２
    １）を備えた第１槽（９）と、 上記第１槽内の圧力を検出する圧力センサ（１７）の検
    出信号に基づいて、該第１槽内の上部空間を大気に連通
    せしめる放出ユニット（１８）と、 上記第１槽内の下部空間に対して弁手段（１２，１４）
    を介して連通された、加熱器（２２）を備えた第２槽
    （１０）と、 上記第２槽の上部空間から排気して冷凍機（１）に返送
    する真空ポンプ（２０）と、を具備していることを特徴
    とする、冷凍系の抽気装置。
19. 【請求項１９】 前記の放出ユニット（１８）は、電磁
    弁（１８ａ）とガスポンプ（１８ｂ）とを直列に接続し
    た構造であることを特徴とする、請求項１６，又は同１
    ７に記載された冷凍系の抽気装置。
20. 【請求項２０】 前記の第１槽（９）に設けられた圧力
    センサ（１７）の出力信号は、タイマ機構を有する自動
    制御装置（６１）に入力される構造であり、上記タイマ
    機構付自動制御装置は前記弁手段（８）および放出ユニ
    ット（１８）を制御するようになっており、かつ、 上記自動制御装置（６１）は、弁手段（８）に開弁指令
    信号を与えている間、および開弁指令信号を与え終った
    後所定時間、圧力センサ（１７）の出力信号をカットし
    て放出ユニット（１８）に放出指令信号を与えない構造
    であることを特徴とする、請求項１ないし同１３、およ
    び、請求項１６ないし同１９の内の何れかに記載した冷
    凍系の抽気装置。
21. 【請求項２１】 前記の弁手段（８）および放出ユニッ
    ト（１８）は自動制御装置（６１）によって作動を制御
    される構造であり、かつ、上記自動制御装置は、放出ユ
    ニットに対して放出指令信号を与えている間、弁手段
    （８）に対して開弁指令信号を与えないようになってい
    ることを特徴とする、請求項１ないし同１２、および、
    請求項１６ないし同１９の何れかに記載した冷凍系の抽
    気装置。
22. 【請求項２２】 前記の分離器（４）の上流側に第２の
    弁手段（５１）が設けられており、かつ、上記第２の弁
    手段および前記の弁手段（８）とは共に自動制御装置
    （５８）によって開閉作動を制御される構造であって、 上記自動制御装置は、弁手段（８）に開弁指令信号を与
    えている間、第２の弁手段（５１）に対して閉弁指令信
    号を与えるようになっていることを特徴とする、請求項
    １ないし同１２の何れかに記載した冷凍系の抽気装置。
23. 【請求項２３】 前記第１槽（９）内には、放出ユニッ
    ト（１８）に連通せしめたミスト・セパレータ（３３）
    が設けられるとともに、第２槽（１０）内には真空ポン
    プ（２０）の吸入側に連通せしめたミスト・セパレータ
    （３３）が設けられており、かつ、上記第１槽（９）内
    には、該第１槽の底部付近に送入されて上昇する混合ガ
    スの流路を長くするためのバッフル板（３４ａ〜３４
    ｅ）が設けられていることを特徴とする、請求項１ない
    し同１２の何れかに記載した冷凍系の抽気装置。