JPWO2005078364A1 - 可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

冷凍サイクルから回収した可燃性冷媒と冷凍機油とを分離するための密閉された油分離タンク２と、油分離タンク２内のガスを吸引して油分離タンク２内に真空を発生させるための真空ユニット４，６と、冷凍サイクルを構成する配管３２，３４を油分離タンク２に連通させるための穿孔手段２４，２６とを設けた。また、真空ユニット４，６を駆動することにより油分離タンク２内に真空を発生させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒を油分離タンク２内に吸引し、油分離タンク２内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して大気放出するようにした。

Description

本発明は、冷媒として可燃性ガスを使用した冷蔵庫、空気調和機等の冷凍機器から可燃性ガスを回収して処理するための可燃性冷媒処理装置及び処理方法に関するものである。

従来の冷蔵庫には、ＨＣＦＣ系冷媒あるいはＨＦＣ系冷媒が使用されているが、オゾン層の破壊あるいは地球の温暖化現象の要因となっていることから、最近ではオゾン層の破壊や地球温暖化現象に影響を与えることのないＨＣ系冷媒を使用した冷蔵庫が徐々に普及し始めている。

しかしながら、ＨＣ系冷媒は可燃性冷媒で爆発や発火を未然に防止する必要があり、本願出願人は、仮にスパーク等により着火しても火炎の伝搬を未然に防止することで大爆発や火災を防止するようにした爆発防止装置を提案している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１２５４８２号公報

しかしながら、長年使用した冷蔵庫を廃棄するにあたり、冷蔵庫内には依然としてＨＣ系冷媒が残存しており、この残存冷媒を回収する必要があるが、ＨＣ系冷媒専用の回収装置は現在存在していない。また、冷蔵庫内にはＨＣ系冷媒のみならず冷凍機油も残存しており、ＨＣ系冷媒及び冷凍機油の取り扱いには、点火や爆発の危険性を考慮すると、電気機器については防爆仕様が要求されるとともに、温度あるいは圧力についても所定値以下（例えば、５０℃以下、０．５ＭＰａ以下）に抑える必要があり、このような条件を満足する回収装置は高額なものとなる。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、可燃性冷媒を使用した冷凍機器から可燃性冷媒を安全かつ確実に回収して処理することができる安価な可燃性冷媒処理装置及び処理方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、冷凍機器の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を処理するための可燃性冷媒処理装置であって、冷凍サイクルから回収した可燃性冷媒と冷凍機油とを分離するための密閉された油分離タンクと、該油分離タンク内のガスを吸引して油分離タンク内に真空を発生させるための真空ユニットと、冷凍サイクルを構成する配管を油分離タンクに連通させるための穿孔手段とを備え、真空ユニットを駆動して油分離タンク内に真空を発生させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒を油分離タンク内に吸引し、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して放出するようにしたことを特徴とする。

真空ユニットは、真空ポンプと該真空ポンプに並設され真空ポンプを駆動するための空気駆動モータにより構成することができる。この場合、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒は真空ユニットからの排出空気で希釈して放出するのが好ましい。

あるいは、真空ユニットを、真空ポンプと該真空ポンプに並設され真空ポンプを駆動するための防爆形電動モータにより構成することもでき、エジェクタにより構成することもできる。この場合、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒は大気で希釈して放出することができる。

また、一端が大気に開口した大気吸入管の他端を油分離タンクの下部に接続し、真空ユニットを駆動させることで油分離タンク内を負圧にして油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に大気吸入管より吸入した大気を泡状に噴出させることもできる。

あるいは、圧縮空気供給管の一端を油分離タンクの下部に接続し、圧縮空気供給管より油分離タンクに圧縮空気を供給することにより油分離タンク内に貯留された冷凍機油に圧縮空気を泡状に噴出させてもよい。

また、油分離タンクに設けられた内管を穿孔手段に連通させ、冷凍サイクルから内管を介して油分離タンクに吸引された可燃性冷媒を油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に泡状に噴出させることもできる。

好ましくは、油分離タンクの底面と連通自在の廃油タンクを設け、油分離タンク内に圧縮空気を導入して油分離タンク内に貯留された冷凍機油を廃油タンクに排出するのがよい。

さらに、冷凍機器の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を処理するための可燃性冷媒処理方法は、油分離タンクに真空を発生させ、該油分離タンクを冷凍サイクルに連通させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒と冷凍機油とを油分離タンク内に吸引し、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して大気放出するようにしている。

真空ユニットを駆動して油分離タンク内に真空を発生させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒を油分離タンク内に貯留し、貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して放出するようにしたので、可燃性冷媒を安全かつ確実に処理することができる安価な可燃性冷媒処理装置を提供することができる。また、大気放出される冷媒を圧縮空気により希釈すると、さらに希釈率を増大することができ、安全性が向上する。

また、真空ユニットに圧縮空気を供給することにより油分離タンク内に真空を発生させるとともに、貯留された可燃性冷媒を真空ユニットからの排出空気で希釈して放出するようにすると、爆発の危険性を伴う可燃性冷媒の取り扱いに電気を一切使用する必要がなく、安全性をさらに向上することができる。

さらに、真空ポンプと真空ポンプを駆動するための空気駆動モータ、防爆形電動モータ、あるいは、エジェクタにより真空ユニットを構成したので、安全性の高い安価な可燃性冷媒処理装置を提供することができる。

また、大気吸入管や圧縮空気供給管を介して油分離タンクに吸引または圧送された大気や圧縮空気、あるいは、冷凍サイクルから内管を介して油分離タンクに吸引された可燃性冷媒により油分離タンク内に貯留された冷凍機油をバブリングするようにしたので、冷凍機油に溶け込んだ可燃性冷媒を冷凍機油から分離することができ、分離した可燃性冷媒を安全かつ確実に大気放出することができる。

図１は本発明の実施の形態１にかかる可燃性冷媒処理装置の配管系統図である。 図２は図１の可燃性冷媒処理装置において、真空ポンプにより吸引されたイソブタンが空気駆動モータからの排出空気により希釈された後の排出イソブタンの装置始動後５分間の濃度を示すグラフである。 図３は図１の可燃性冷媒処理装置において、真空ポンプにより吸引されたイソブタンが空気駆動モータからの排出空気により希釈された後の排出イソブタンの装置始動後２５分間の濃度を示すグラフである。 図４は真空ポンプ始動後、一定時間をおいてテドラーバッグに排出ガスを捕集し、イソブタンを定量したときの各時間における排出イソブタン濃度を定量した結果を示すグラフである。 図５は図２のグラフと図４のグラフを重ね合わせたグラフである。 図６は恒温放置における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示すグラフである。 図７はイソブタン濃度が０．２ｗｔ％以下の領域における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示すグラフである。 図８は図６のイソブタン溶存量を容量％で示した場合のグラフである。 図９は図７のイソブタン溶存量を容量％で示した場合のグラフである。 図１０は本発明の実施の形態２にかかる可燃性冷媒処理装置の配管系統図である。 図１１は図１０の可燃性冷媒処理装置の変形例の配管系統図である。 図１２は図１０の可燃性冷媒処理装置の別の変形例の配管系統図である。 図１３は本発明の実施の形態３にかかる可燃性冷媒処理装置の配管系統図である。 図１４は本発明の実施の形態４にかかる可燃性冷媒処理装置の配管系統図である。 図１５は図１４の可燃性冷媒処理装置の変形例の配管系統図である。 図１６は図１４の可燃性冷媒処理装置の別の変形例の配管系統図である。

符号の説明

２ 油分離タンク、２ａ 油分離タンクの上面、２ｂ 油分離タンクの底面、
４，４Ａ 真空ポンプ、６ 空気駆動モータ、
８，１６，１８，４０，５０，５６，６２，７４，７８，８０，８４，８８，９２，９４ 開閉弁、
１０，２０，２２ 冷媒回収ホース、１２，１４，３８ 連成計、
１５ ゲージマニホールド、２４，２６ ピアシング治具、２８ 冷蔵庫、
３０ 圧縮機、３２ 高圧側配管、３４ 低圧側配管、３６ 内管、
４２，４６ 逆止弁、４４，４８ 冷媒排出管、５２，８６ 圧縮空気供給管、
５４ 圧縮空気源、５５，７６ 排気管、５８ 油排出用空気管、
６４ 油回収管、６６ 廃油タンク、７０ 電動モータ、
７２，８２ 大気吸入管、７３ 圧送手段、７５ 吸引手段、
９０ バイパス管、Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３ 可燃性冷媒回収装置。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかる可燃性冷媒処理装置Ａを示しており、例えば使用済みの冷蔵庫の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を回収し、爆発の危険性がない濃度まで低下させて大気中に放出するために使用される。可燃性冷媒としては、イソブタン、プロパン等のＨＣ（ハイドロカーボン）系冷媒が主に使用されている。ＨＣ系冷媒がイソブタンの場合、イソブタンの空気に対する体積混合率が１．８％〜８．４％の範囲で点火源があれば爆発の危険性があることから、イソブタンを大気放出するに際し、イソブタンの空気に対する体積混合率を所定の濃度（例えば、１．０％）以下まで低下させる必要がある。また、他のＨＣ系冷媒についても同様なことが言える。

図１に示されるように、本発明にかかる可燃性冷媒処理装置Ａは、可燃性冷媒と冷凍機油を分離するための密閉された油分離タンク２と、油分離タンク２内のガスを吸引して油分離タンク２内に真空を発生させる真空ユニットとを備えており、真空ユニットは、真空ポンプ４と、真空ポンプ４に並設され真空ポンプ４を駆動するための駆動源である空気駆動モータ６とにより構成されている。

油分離タンク２には開閉弁８が取り付けられた冷媒回収ホース１０の一端が接続されており、冷媒回収ホース１０の他端には、二つの連成計１２，１４を有するゲージマニホールド１５が接続されるとともに、開閉弁１６，１８が取り付けられた二本の冷媒回収ホース２０，２２を介して穿孔手段であるピアシング治具２４，２６にそれぞれ接続されている。ピアシング治具２４，２６は、ＨＣ系冷媒（例えば、イソブタン）を使用した冷蔵庫２８の内部に設けられた圧縮機３０の高圧側配管３２と低圧側配管３４に針で孔を開け、冷媒回収ホース２０，２２に連通させるために使用されるが、その構成は公知なので説明は省略する。また、開閉弁８が取り付けられた冷媒回収ホース１０の一端は、油分離タンク２の内管３６に接続されており、内管３６は油分離タンク２の上面２ａから底面２ｂに向かって延在している。

さらに、油分離タンク２の上面２ａには連成計３８が取り付けられるとともに、開閉弁４０及び逆止弁４２が取り付けられた冷媒排出管４４を介して真空ポンプ４に接続されている。真空ポンプ４にはまた、逆止弁４６が取り付けられた冷媒排出管４８の一端が接続されており、冷媒排出管４８の他端は大気に開放されている。

一方、真空ポンプ４に並設された空気駆動モータ６は、開閉弁５０が取り付けられた圧縮空気供給管５２を介して圧縮空気源５４に接続されるとともに、排気管５５を介して冷媒排出管４８に接続されており、開閉弁５０と圧縮空気源５４との間の圧縮空気供給管５２と、油分離タンク２と開閉弁４０との間の冷媒排出管４４とは、開閉弁５６が取り付けられた油排出用空気管５８により接続されている。また、油分離タンク２の底面２ｂは開閉弁６２が取り付けられた油回収管６４を介して廃油タンク６６に接続されている。

上記構成の本発明にかかる可燃性冷媒処理装置Ａの作用を以下説明する。
使用済みの冷蔵庫２８の冷凍サイクル内に残存する冷媒を回収するに当たり、圧縮機３０の高圧側配管３２と低圧側配管３４にピアシング治具２４，２６でまず孔を開け、冷媒回収ホース２０，２２にそれぞれ接続するとともに、開閉弁５０を開放して圧縮空気源５４からの所定圧（例えば、０．５ＭＰａあるいはそれ以上）の圧縮空気を空気駆動モータ６に供給し、真空ポンプ４を作動させる。このとき、冷媒回収ホース１０に取り付けられた開閉弁８は閉止状態にあり、冷媒排出管４４に取り付けられた開閉弁４０は開放されている。また、冷媒回収ホース２０，２２に取り付けられた開閉弁１６，１８も開放されており、他の開閉弁５６，６２は閉止状態にある。

圧縮空気源５４からの圧縮空気が圧縮空気供給管５２を介して空気駆動モータ６に供給されると、空気駆動モータ６は回転駆動され、真空ポンプ４が作動して油分離タンク２内のガスは、冷媒排出管４４，４８を介して大気に放出される。また、圧縮空気源５４から圧縮空気供給管５２を介して空気駆動モータ６に供給された圧縮空気は、排気管５５及び冷媒排出管４８を介して同様に大気に放出される。真空ポンプ４の作動とともに油分離タンク２内が徐々に減圧して、連成計３８により油分離タンク２内の圧力が所定の圧力（例えば、−０．１ＭＰａ）以下まで減少したことが確認されると、開閉弁８を開放して、冷凍サイクル内の冷媒と冷凍機油を同時に油分離タンク２内に吸引する。なお、冷凍サイクル内の冷媒は油分離タンク２の内管３６を介して油分離タンク２内に吸引されるので、冷媒は回収された冷凍機油内に内管３６の先端（下端）から泡状に噴出する。また、冷媒の泡が噴出することで、油分離タンク２内の冷凍機油は撹拌され、冷凍機油に溶け込んだ冷媒が冷凍機油から分離する（バブリング作用）。

冷凍サイクル内の冷媒と冷凍機油を油分離タンク２内に所定時間（例えば、２５分）吸引し、連成計１２，１４により高圧側配管３２と低圧側配管３４の圧力が所定の圧力（例えば、−０．１ＭＰａ）以下まで低下したことが確認されると、開閉弁８，１６，１８を開放した状態でピアシング治具２４，２６が圧縮機３０の高圧側配管３２及び低圧側配管３４より取り外される。このとき、油分離タンク２内に導入された冷媒及び冷凍機油は、油分離タンク２の上部及び下部にそれぞれ貯留されるが、油分離タンク２の下部に貯留された冷凍機油には冷媒が溶け込んでいる。

しかしながら、開閉弁８，１６，１８の開放状態でピアシング治具２４，２６が圧縮機３０の高圧側配管３２及び低圧側配管３４より取り外されると、ピアシング治具２４，２６から周囲の空気が吸入されて冷媒回収ホース２０，２２，１０を介して油分離タンク２に導入され、回収された冷凍機油内に内管３６の先端（下端）から泡状に噴出する。また、空気の泡が噴出することで、油分離タンク２内の冷凍機油は撹拌され、冷凍機油に溶け込んだ冷媒が冷凍機油から分離する（バブリング作用）。

冷凍機油から分離した冷媒は、油分離タンク２の上部に貯留されたガス冷媒とともに真空ポンプ４に吸引され、冷媒排出管４８を介して大気に放出されるが、放出される前に排気管５５を介して大気に放出される空気駆動モータ６からの排出空気により希釈される。

したがって、油分離タンク２内に貯留されたガス冷媒の量（冷蔵庫２８の冷凍サイクルより回収した冷媒量）に応じて圧縮空気源５４より空気駆動モータ６に供給される圧縮空気の量を選定することにより大気に放出される冷媒の濃度を爆発の危険性がない所定の濃度（例えば、１．０ｖｏｌ％以下）に設定することができるとともに、真空ポンプ４の駆動源として電気を全く用いない完全防爆型の空気駆動モータ６を使用することで、冷媒回収における安全性を確保することができる。

上記のようにして冷蔵庫２８からの冷媒回収が終了すると、開閉弁８を閉止するとともに、次の冷蔵庫の圧縮機の二つの配管にピアシング治具２４，２６で孔を開けることで、次の冷媒回収が行われ、これを繰り返すことにより多数の使用済み冷蔵庫の冷媒回収を連続して行うことができる。

なお、油分離タンク２の下部に貯留した冷凍機油は、開閉弁８，４０を閉止した状態で、油排出用空気管５８に取り付けられた開閉弁５６及び油回収管６４に取り付けられた開閉弁６２を開放すると、圧縮空気源５４より供給された圧縮空気により強制的に廃油タンク６６に回収される。また、油分離タンク２は透明の材料で製作するのが好ましく、油分離タンク２内に貯留された冷凍機油の量を外部より視認することで、油分離タンク２からの冷凍機油の排出を効率的に行うことができる。

また、冷媒が冷凍機油に溶け込む量は、冷媒の種類や冷凍機油との組み合わせによって異なり、冷媒が冷凍機油に溶け込みやすい場合は、油分離タンク２内の内管３６の開口端を冷凍機油の液面近傍に配置するのが好ましい。このように設定することで冷媒の冷凍機油中への溶け込み量を極力低減できるとともに、冷凍機油に振動を与えることで冷凍機油からの冷媒の溶出を促進することができる。

この場合、内管３６を油分離タンク２に対し昇降自在に取り付け、油分離タンク２内の冷凍機油のレベルに応じて内管３６の開口端の位置を調整すればよい。

なお、上記実施の形態において、冷媒回収ホース１０に一組の冷媒抜き取り手段（連成計１２，１４、開閉弁１６，１８、ピアシング治具２４，２６）を接続したが、冷媒回収ホース１０に複数の開閉弁を介して複数組の冷媒抜き取り手段を接続することもできる。冷媒抜き取り手段が一組の場合、冷凍機器への冷媒抜き取り手段の着脱時は冷媒回収を行えないが、複数組の冷媒抜き取り手段を使用することにより冷媒回収作業を効率的に行うことができ、処理量を増大させることができる。

また、上記実施の形態において、真空ユニットを真空ポンプ４と空気駆動モータ６により構成したが、真空ユニットとしてエジェクタを採用し、エジェクタに圧縮空気を供給することにより油分離タンク２内に真空を発生させるとともに、油分離タンク２内の可燃性冷媒をエジェクタに供給した圧縮空気により希釈して大気放出することもできる。

ＨＣ系冷媒としてイソブタンを採用した冷蔵庫の冷凍サイクルからイソブタンを回収する場合における安全性の評価を行うにあたり、空気駆動モータ６からの排出イソブタンのガス濃度、回収冷凍機油中の溶存イソブタン量の経時変化を分析した。冷媒処理装置Ａの仕様は以下のとおりであった。
・真空ユニット（真空ポンプ、空気駆動モータ等）
排気量：２０Ｌ／分
真空度：−０．０９５ＭＰａ
排気能力（モータ容量）：７００Ｌ／分
・圧縮空気
圧力：０．５ＭＰａ
・油分離タンク
容量：１０Ｌ
・廃油タンク
容量：２０Ｌ

また、使用した冷蔵庫は以下のとおりであった。
・ノンフロン冷蔵庫４７０Ｌ機種Ａ
イソブタン冷媒の封入量：約６５ｇ／台（３７０〜４７０Ｌ）
冷凍機油の封入量：約２１５ｃｃ／台（３７０〜４７０Ｌ）
・ノンフロン冷蔵庫４７０Ｌ機種Ｂ
イソブタン冷媒の封入量：約６５ｇ／台（３７０〜４７０Ｌ）
冷凍機油の封入量：約２１５ｃｃ／台（３７０〜４７０Ｌ）

図２及び図３は、真空ポンプ４により吸引されたイソブタンが空気駆動モータ６からの排出空気により希釈された後の排出イソブタンの濃度を示しており、図２は装置始動後５分間の濃度を、図３は装置始動後２５分間の濃度をそれぞれ示している。分析法、分析装置は以下のとおりであった。
・分析法：真空ポンプからの排出ガスを直接測定した。
・分析装置：全炭化水素自動計測器 柳本製作所製 ＥＨＦ−７Ｃ

また、図４は、真空ポンプ４始動後、一定時間をおいて１Ｌのテドラーバッグに排出ガスを捕集し、ガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）分析法にてイソブタンを定量したときの各時間における排出イソブタン濃度を示している。分析装置、分析条件は以下のとおりであった。
・分析装置：ＧＣ−ＦＩＤ Ｖａｒｉａｎ製 ３８００ＧＣ
・分析条件
注入口温度：２００℃
オーブン温度条件：１８０℃
検出器温度：２００℃

なお、図５のグラフは、図２のグラフと図４のグラフを重ね合わせたものであり、両者が略一致していることから、排出イソブタン濃度の計測値が正確であることを示している。

さらに、図６は恒温放置における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示しており、図７はイソブタン濃度が０．２ｗｔ％以下の領域における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示している。なお、図６及び図７はイソブタン溶存量をｗｔ％で示しているのに対し、図８及び図９はイソブタン溶存量ｖｏｌ％で示したものである。分析法、分析装置、分析条件は以下のとおりであった。
・分析法：冷媒回収処理後の圧縮機を０℃及び２０℃の恒温槽にそれぞれ放置し、一定時間毎に冷凍機油を回収した。ガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）分析法により冷凍機油に溶存するイソブタンを定量した。
・分析装置：ＧＣ−ＦＩＤ Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ製 ５８９０
・分析条件
注入口温度：１１０℃
オーブン温度条件：２００℃
検出器温度：２００℃

図２乃至図５のグラフから、真空ポンプからの排出イソブタンガスの最大濃度は０．９ｖｏｌ％であり、爆発下限濃度（１．８ｖｏｌ％）に達しておらず、爆発の危険性はないと考えられる。また、排出イソブタン濃度の低下状態から判断すると、今回使用した冷蔵庫の場合、真空ポンプによる排出時間は１５分程度で十分である。したがって、本発明にかかる可燃性冷媒処理装置Ａにおいて、完全防爆型の空気駆動モータを使用するとともに、冷凍サイクルから抽出したイソブタンを空気駆動モータの排出空気により希釈して大気放出することにより安全性を十分に確保することができる。

また、図６及び図７から、冷凍機油中のイソブタン溶存量が、２０℃環境では１週間放置後、０℃環境では２週間放置後に０．０１５ｗｔ％以下となっており、この場合、冷凍機油の引火点は７０°以上となり、「特別管理産業廃棄物の廃油」として処理する必要がない。すなわち、２５分間の真空引きにより冷媒回収処理後の圧縮機を２週間放置して圧縮機内の冷凍機油を除去すると、冷凍機油中のイソブタン溶存量が安全基準を満たす所定の量まで低下する。

なお、「特別管理産業廃棄物の廃油」とは、揮発油類、灯油類、軽油類で引火点７０℃未満の廃油のことである。

また、回収した冷凍油に溶け込んでいるＨＣ冷媒を回収した後、バブリングを行うことにより、冷媒回収時間を２週間から２時間程度にまで短縮することができた。

実施の形態２．
図１０は本発明の実施の形態２にかかる可燃性冷媒処理装置Ａ１を示しており、上述した実施の形態１において使用した真空ポンプ４に代えて、防爆形電動モータ７０を有する真空ポンプ４Ａを使用している。

この場合、圧縮空気源５４は油排出用空気管５８のみに接続され、冷媒排出管４８には大気吸入管７２が接続される。

上記構成の可燃性冷媒処理装置Ａ１において、電動モータ７０に給電すると、真空ポンプ４Ａが作動して油分離タンク２内のガスは、冷媒排出管４４，４８を介して大気に放出される。

油分離タンク２内の冷凍機油から分離した冷媒は、油分離タンク２の上部に貯留されたガス冷媒とともに真空ポンプ４Ａに吸引され、冷媒排出管４８を介して大気に放出されるが、放出される前に大気吸入管７２を介して吸入された大気により希釈される。

したがって、油分離タンク２内に貯留されたガス冷媒の量に応じて大気吸入管７２のサイズを選定することにより大気に放出される冷媒の濃度を爆発の危険性がない所定の濃度（例えば、１．０ｖｏｌ％以下）に設定することができる。また、真空ポンプ４Ａに防爆形電動モータ７０を使用するとともに、大気に放出される冷媒は大気により希釈されるので、冷媒処理における安全性を確保することができる。さらに、電動モータは空気駆動モータより静かなので、騒音を抑制できるとともに圧縮空気の使用量を抑制することができる。

なお、大気吸入管７２を圧縮空気源５４に接続して、大気放出される冷媒を圧縮空気により希釈すると、希釈率が増大してさらに安全性を向上することができる。

また、図１１に示されるように、大気吸入管７２に送風ファン等の圧送手段７３を接続すると、圧送手段７３により吸引された周囲の大気が冷媒排出管４８に圧送され、圧送された空気により大気放出される冷媒が希釈されるので、同様の効果が得られる。

あるいは、図１２に示されるように、冷媒排出管４８に吸込ファン等の吸引手段７５を接続すると、吸引手段７５により周囲の大気が大気吸入管７２を介して冷媒排出管４８に吸入され、この吸入された空気により大気放出される冷媒が希釈されるので、同様の効果が得られる。

他の構成及び作用は実施の形態１と同じなので、その説明は省略する。

実施の形態３．
図１３は本発明の実施の形態３にかかる可燃性冷媒処理装置Ａ２を示しており、上述した実施の形態１にかかる可燃性冷媒処理装置Ａにおいて、空気駆動モータ６からの排気管５５に開閉弁７４を設けるとともに、開閉弁７４の前後の排気管５５に大気吸入管７２及び排気管７６を接続し、大気吸入管７２及び排気管７６に開閉弁７８，８０をそれぞれ設けたものである。

上記構成の可燃性冷媒処理装置Ａ２において、開閉弁７４を開放するとともに開閉弁７８，８０を閉止すると、その作用は実施の形態１にかかる可燃性冷媒処理装置Ａの作用と全く同じである。

一方、開閉弁７４を閉止するとともに開閉弁７８，８０を開放すると、圧縮空気源５４から圧縮空気供給管５２を介して空気駆動モータ６に供給された圧縮空気は、排気管７６を介して大気に放出され、冷媒排出管４８を介して大気に放出される冷媒は大気吸入管７２を介して吸入された大気により希釈される。

すなわち、大気に放出される冷媒を、排気管５５を介して大気に放出される空気駆動モータ６からの排出空気あるいは大気吸入管７２を介して吸入される大気により希釈することができ、いずれか一方を必要に応じ適宜選択することができる。

実施の形態４．
図１４は本発明の実施の形態４にかかる可燃性冷媒処理装置Ａ３を示しており、上述した実施の形態１にかかる可燃性冷媒処理装置Ａにおいて、油分離タンク２の底面２ｂに大気吸入管８２を接続するとともに大気吸入管８２の開放端を油分離タンク２の上面２ａまで延設し、大気吸入管８２に開閉弁８４を設けたものである。

実施の形態１にかかる可燃性冷媒処理装置Ａにおいては、冷凍サイクル内の冷媒を油分離タンク２内に吸引した後、ピアシング治具２４，２６を圧縮機３０の高圧側配管３２及び低圧側配管３４より取り外し、ピアシング治具２４，２６を介して吸入された大気により油分離タンク２内の冷凍機油をバブリングするようにしたが、本実施の形態にかかる可燃性冷媒処理装置Ａ３においては、ピアシング治具２４，２６の着脱に関係なく、開閉弁８４を開放することにより大気吸入管８２を介して油分離タンク２に吸入される大気により冷凍機油のバブリングを行うことができる。大気による冷凍機油のバブリングは冷媒による冷凍機油のバブリングより冷媒を分離しやすい。

なお、図１５に示されるように、大気吸入管８２は、油分離タンク２の底面２ｂに接続することなく廃油タンク６６につながる油回収管６４に接続するようにしてもよい。この場合、油回収管６４に設けられた開閉弁６２を閉止した状態で開閉弁８４を開放すると、油分離タンク２内の冷凍機油を大気でバブリングすることができる一方、開閉弁８４を閉止した状態で、開閉弁６２を開放すると油分離タンク２の下部に貯留した冷凍機油を廃油タンク６６に回収することができる。

あるいは、大気吸入管８２を設けることなく、廃油タンク６６を着脱自在に構成することも可能で、廃油タンク６６を油回収管６４と切り離すことにより油分離タンク２内の冷凍機油を大気でバブリングすることができる。この場合、油回収管６４の開口端は油分離タンク２の上面２ａと略同じレベルに配置する必要がある。

あるいは、図１６に示されるように、油分離タンク２の底面２ｂと圧縮空気源５４とを圧縮空気供給管８６を介して接続し、圧縮空気供給管８６に開閉弁８８を取り付けるとともに、二つの冷媒排出管４４，４８をバイパス管９０を介して接続してもよい。この場合、バイパス管９０に開閉弁９２が取り付けられ、冷媒排出管４４に開閉弁９４が取り付けられる。

この構成においては、冷凍サイクル内の冷媒と冷凍機油が油分離タンク２内に吸引された後、開閉弁８を閉止し、さらに開閉弁５０を閉止して真空ポンプ４を停止させる。その後、開閉弁９４を閉止して開閉弁８８及び開閉弁９２を開放すると、圧縮空気源５４からの圧縮空気により油分離タンク２内の冷凍機油がバブリングされ、冷凍機油から分離した冷媒は圧縮空気により希釈されてバイパス管９０を介して大気に放出される。

本発明にかかる可燃性冷媒処理装置及び処理方法は、可燃性冷媒を使用した冷凍機器から可燃性冷媒を安全かつ確実で安価に回収して処理することができるので、使用済みの冷蔵庫あるいは空気調和機をリサイクルする場合の可燃性冷媒の処理に有用である。

【発明の名称】可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置及び処理方法

【０００１】
【技術分野】
［０００１］
本発明は、冷媒として可燃性ガスを使用した冷蔵庫、空気調和機等の冷凍機器から可燃性ガスを回収して処理するための可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
［０００２］
従来の冷蔵庫には、ＨＣＦＣ系冷媒あるいはＨＦＣ系冷媒が使用されているが、オゾン層の破壊あるいは地球の温暖化現象の要因となっていることから、最近ではオゾン層の破壊や地球温暖化現象に影響を与えることのないＨＣ系冷媒を使用した冷蔵庫が徐々に普及し始めている。
［０００３］
しかしながら、ＨＣ系冷媒は可燃性冷媒で爆発や発火を未然に防止する必要があり、本願出願人は、仮にスパーク等により着火しても火炎の伝搬を未然に防止することで大爆発や火災を防止するようにした爆発防止装置を提案している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１２５４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
［０００４］
しかしながら、長年使用した冷蔵庫を廃棄するにあたり、冷蔵庫内には依然としてＨＣ系冷媒が残存しており、この残存冷媒を回収する必要があるが、ＨＣ系冷媒専用の回収装置は現在存在していない。また、冷蔵庫内にはＨＣ系冷媒のみならず冷凍機油も残存しており、ＨＣ系冷媒及び冷凍機油の取り扱いには、点火や爆発の危険性を考慮すると、電気機器については防爆仕様が要求されるとともに、温度あるいは圧力についても所定値以下（例えば、５０℃以下、０．５ＭＰａ以下）に抑える必要があり、このような条件を満足する回収装置は高額なもの


１

【０００２】
となる。
［０００５］
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、可燃性冷媒を使用した冷凍機器から可燃性冷媒を安全かつ確実に回収して処理することができる安価な可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置及び処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
［０００６］
上記目的を達成するため、本発明は、冷凍機器の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を処理するための可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置であって、冷凍サイクルから回収した可燃性冷媒と冷凍機油とを分離するための密閉された油分離タンクと、該油分離タンク内のガスを吸引して油分離タンク内に真空を発生させるための真空ユニットと、冷凍サイクルを構成する配管を油分離タンクに連通させるための穿孔手段とを備え、真空ユニットを駆動して油分離タンク内に真空を発生させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒を油分離タンク内に吸引し、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して放出するようにしたことを特徴とする。
［０００７］
真空ユニットは、真空ポンプと該真空ポンプに並設され真空ポンプを駆動するための空気駆動モータにより構成することができる。この場合、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒は真空ユニットからの排出空気で希釈して放出するのが好ましい。
［０００８］
あるいは、真空ユニットを、真空ポンプと該真空ポンプに並設され真空ポンプを駆動するための防爆形電動モータにより構成することもでき、エジェクタにより構成することもできる。この場合、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒は大気で希釈して放出することができる。
［０００９］
また、一端が大気に開口した大気吸入管の他端を油分離タンクの下部に接続し


２

【０００３】
、真空ユニットを駆動させることで油分離タンク内を負圧にして油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に大気吸入管より吸入した大気を泡状に噴出させることもできる。
［００１０］
あるいは、圧縮空気供給管の一端を油分離タンクの下部に接続し、圧縮空気供給管より油分離タンクに圧縮空気を供給することにより油分離タンク内に貯留された冷凍機油に圧縮空気を泡状に噴出させてもよい。
［００１１］
また、油分離タンクに設けられた内管を穿孔手段に連通させ、冷凍サイクルから内管を介して油分離タンクに吸引された可燃性冷媒を油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に泡状に噴出させることもできる。
［００１２］
好ましくは、油分離タンクの底面と連通自在の廃油タンクを設け、油分離タンク内に圧縮空気を導入して油分離タンク内に貯留された冷凍機油を廃油タンクに排出するのがよい。
［００１３］
さらに、冷凍機器の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を処理するための可燃性冷媒及び冷凍機油処理方法は、油分離タンクに真空を発生させ、該油分離タンクを冷凍サイクルに連通させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒と冷凍機油とを油分離タンク内に吸引し、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して大気放出するようにしている。
【発明の効果】
［００１４］
真空ユニットを駆動して油分離タンク内に真空を発生させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒を油分離タンク内に貯留し、貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して放出するようにしたので、可燃性冷媒を安全かつ確実に処理することができる安価な可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置を提供することができる。また、大気放出される冷媒を圧縮空気により希釈すると、さらに希釈率を増大することができ、安全性が向上する。


３

【０００４】
［００１５］
また、真空ユニットに圧縮空気を供給することにより油分離タンク内に真空を発生させるとともに、貯留された可燃性冷媒を真空ユニットからの排出空気で希釈して放出するようにすると、爆発の危険性を伴う可燃性冷媒の取り扱いに電気を一切使用する必要がなく、安全性をさらに向上することができる。
［００１６］
さらに、真空ポンプと真空ポンプを駆動するための空気駆動モータ、防爆形電動モータ、あるいは、エジェクタにより真空ユニットを構成したので、安全性の高い安価な可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置を提供することができる。
［００１７］
また、大気吸入管や圧縮空気供給管を介して油分離タンクに吸引または圧送された大気や圧縮空気、あるいは、冷凍サイクルから内管を介して油分離タンクに吸引された可燃性冷媒により油分離タンク内に貯留された冷凍機油をバブリングするようにしたので、冷凍機油に溶け込んだ可燃性冷媒を冷凍機油から分離することができ、分離した可燃性冷媒を安全かつ確実に大気放出することができる。
【図面の簡単な説明】
［００１８］
［図１］図１は本発明の実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の配管系統図である。
［図２］図２は図１の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置において、真空ポンプにより吸引されたイソブタンが空気駆動モータからの排出空気により希釈された後の排出イソブタンの装置始動後５分間の濃度を示すグラフである。
［図３］図３は図１の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置において、真空ポンプにより吸引されたイソブタンが空気駆動モータからの排出空気により希釈された後の排出イソブタンの装置始動後２５分間の濃度を示すグラフである。
［図４］図４は真空ポンプ始動後、一定時間をおいてテドラーバッグに排出ガスを捕集し、イソブタンを定量したときの各時間における排出イソブタン濃度を定量した結果を示すグラフである。
［図５］図５は図２のグラフと図４のグラフを重ね合わせたグラフである。


４

【０００５】
［図６］図６は恒温放置における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示すグラフである。
［図７］図７はイソブタン濃度が０．２ｗｔ％以下の領域における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示すグラフである。
［図８］図８は図６のイソブタン溶存量を容量％で示した場合のグラフである。
［図９］図９は図７のイソブタン溶存量を容量％で示した場合のグラフである。
［図１０］図１０は本発明の実施の形態２にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の配管系統図である。
［図１１］図１１は図１０の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の変形例の配管系統図である。
［図１２］図１２は図１０の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の別の変形例の配管系統図である。
［図１３］図１３は本発明の実施の形態３にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の配管系統図である。
［図１４］図１４は本発明の実施の形態４にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の配管系統図である。
［図１５］図１５は図１４の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の変形例の配管系統図である。
［図１６］図１６は図１４の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の別の変形例の配管系統図である。
【符号の説明】
［００１９］
２ 油分離タンク、 ２ａ 油分離タンクの上面、 ２ｂ 油分離タンクの底面、
４，４Ａ 真空ポンプ、 ６ 空気駆動モータ、
８，１６，１８，４０，５０，５６，６２，７４，７８，８０，８４，８８，９２，９４ 開閉弁、
１０，２０，２２ 冷媒回収ホース、 １２，１４，３８ 連成計、


５

【０００６】
１５ ゲージマニホールド、 ２４，２６ ピアシング治具、 ２８ 冷蔵庫、
３０ 圧縮機、 ３２ 高圧側配管、 ３４ 低圧側配管、 ３６ 内管、
４２，４６ 逆止弁、 ４４，４８ 冷媒排出管、 ５２，８６ 圧縮空気供給管、
５４ 圧縮空気源、 ５５，７６ 排気管、 ５８ 油排出用空気管、
６４ 油回収管、 ６６ 廃油タンク、 ７０ 電動モータ、
７２，８２ 大気吸入管、 ７３ 圧送手段、 ７５ 吸引手段、
９０ バイパス管、Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３ 可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置。
【発明を実施するための最良の形態】
［００２０］
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａを示しており、例えば使用済みの冷蔵庫の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を回収し、爆発の危険性がない濃度まで低下させて大気中に放出するために使用される。可燃性冷媒としては、イソブタン、プロパン等のＨＣ（ハイドロカーボン）系冷媒が主に使用されている。ＨＣ系冷媒がイソブタンの場合、イソブタンの空気に対する体積混合率が１．８％〜８．４％の範囲で点火源があれば爆発の危険性があることから、イソブタンを大気放出するに際し、イソブタンの空気に対する体積混合率を所定の濃度（例えば、１．０％）以下まで低下させる必要がある。また、他のＨＣ系冷媒についても同様なことが言える。
［００２１］
図１に示されるように、本発明にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａは、可燃性冷媒と冷凍機油を分離するための密閉された油分離タンク２と、油分離タンク２内のガスを吸引して油分離タンク２内に真空を発生させる真空ユニットとを備えており、真空ユニットは、真空ポンプ４と、真空ポンプ４に並設され真空ポンプ４を駆動するための駆動源である空気駆動モータ６とにより構成されている。
［００２２］
油分離タンク２には開閉弁８が取り付けられた冷媒回収ホース１０の一端が接続されており、冷媒回収ホース１０の他端には、二つの連成計１２，１４を有するゲージマニホールド１５が接続されるとともに、開閉弁１６，１８が取り付けられた二本の冷媒回収ホース２０，２２を介して穿孔手段であるピアシング治具２４，２６にそれぞれ接続されている。ピアシング治具２４，２６は、ＨＣ系冷媒（例えば、イソブタン）を使用した冷蔵庫２８の内部に設けられた圧縮機３０の高圧側配管３２と低圧側配管３４に針で孔を開け、冷媒回収ホース２０，２２に連通させるために使用されるが、その構成は公知なので説明は省略する。また、開閉弁８が取り付けられた冷媒回収ホース１０の一端は、油分離タンク２の内管３６に接続されており、内管３６は油分離タンク２の上面２ａから底面２ｂに向かって延在している。
［００２３］
さらに、油分離タンク２の上面２ａには連成計３８が取り付けられるとともに、開閉弁４０及び逆止弁４２が取り付けられた冷媒排出管４４を介して真空ポンプ４に接続されている。真空ポンプ４にはまた、逆止弁４６が取り付けられた冷媒排出管４８の一端が接続されており、冷媒排出管４８の他端は大気に開放されている。
［００２４］
一方、真空ポンプ４に並設された空気駆動モータ６は、開閉弁５０が取り付けられた圧縮空気供給管５２を介して圧縮空気源５４に接続されるとともに、排気管５５を介して冷媒排出管４８に接続されており、開閉弁５０と圧縮空気源５４との間の圧縮空気供給管５２と、油分離タンク２と開閉弁４０との間の冷媒排出管４４とは、開閉弁５６が取り付けられた油排出用空気管５８により接続されている。また、油分離タンク２の底面２ｂは開閉弁６２が取り付けられた油回収管６４を介して廃油タンク６６に接続されている。
［００２５］
上記構成の本発明にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａの作用を以下説明する。
使用済みの冷蔵庫２８の冷凍サイクル内に残存する冷媒を回収するに当たり、圧縮機３０の高圧側配管３２と低圧側配管３４にピアシング治具２４，２６でまず孔を開け、冷媒回収ホース２０，２２にそれぞれ接続するとともに、開閉弁５０を開放して圧縮空気５４からの所定圧（例えば、０．５ＭＰａあるいはそれ以上）の圧縮空気を空気駆動モータ６に供給し、真空ポンプ４を作動させる。このとき、冷媒回収ホース１０に取り付けられた開閉弁８は閉止状態にあり、冷媒排出管４４に取り付けられた開閉弁４０は開放されている。また、冷媒回収ホース２０，２２に取り付けられた開閉弁１６，１８も開放されており、他の開閉弁５６，６２は閉止状態にある。
［００２６］
圧縮空気源５４からの圧縮空気が圧縮空気供給管５２を介して空気駆動モータ６に


６／２

【０００９】
効率的に行うことができ、処理量を増大させることができる。
［００３６］
また、上記実施の形態において、真空ユニットを真空ポンプ４と空気駆動モータ６により構成したが、真空ユニットとしてエジェクタを採用し、エジェクタに圧縮空気を供給することにより油分離タンク２内に真空を発生させるとともに、油分離タンク２内の可燃性冷媒をエジェクタに供給した圧縮空気により希釈して大気放出することもできる。
【実施例】
［００３７］
ＨＣ系冷媒としてイソブタンを採用した冷蔵庫の冷凍サイクルからイソブタンを回収する場合における安全性の評価を行うにあたり、空気駆動モータ６からの排出イソブタンのガス濃度、回収冷凍機油中の溶存イソブタン量の経時変化を分析した。処理装置Ａの仕様は以下のとおりであった。
・真空ユニット（真空ポンプ、空気駆動モータ等）
排気量：２０Ｌ／分
真空度：−０．０９５ＭＰａ
排気能力（モータ容量）：７００Ｌ／分
・圧縮空気
圧力：０．５ＭＰａ
・油分離タンク
容量：１０Ｌ
・廃油タンク
容量：２０Ｌ
［００３８］
また、使用した冷蔵庫は以下のとおりであった。
・ノンフロン冷蔵庫４７０Ｌ機種Ａ
イソブタン冷媒の封入量：約６５ｇ／台（３７０〜４７０Ｌ）
冷凍機油の封入量：約２１５ｃｃ／台（３７０〜４７０Ｌ）
・ノンフロン冷蔵庫４７０Ｌ機種Ｂ
イソブタン冷媒の封入量：約６５ｇ／台（３７０〜４７０Ｌ）
冷凍機油の封入量：約２１５ｃｃ／台（３７０〜４７０Ｌ）
［００３９］
図２及び図３は、真空ポンプ４により吸引されたイソブタンが空気駆動モータ６から


９／１

【００１１】
オーブン温度条件：２００℃
検出器温度：２００℃
［００４３］
図２乃至図５のグラフから、真空ポンプからの排出イソブタンガスの最大濃度は０．９ｖｏｌ％であり、爆発下限濃度（１．８ｖｏｌ％）に達しておらず、爆発の危険性はないと考えられる。また、排出イソブタン濃度の低下状態から判断すると、今回使用した冷蔵庫の場合、真空ポンプによる排出時間は１５分程度で十分である。したがって、本発明にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａにおいて、完全防爆型の空気駆動モータを使用するとともに、冷凍サイクルから抽出したイソブタンを空気駆動モータの排出空気により希釈して大気放出することにより安全性を十分に確保することができる。
［００４４］
また、図６及び図７から、冷凍機油中のイソブタン溶存量が、２０℃環境では１週間放置後、０℃環境では２週間放置後に０．０１５ｗｔ％以下となっており、この場合、冷凍機油の引火点は７０°以上となり、「特別管理産業廃棄物の廃油」として処理する必要がない。すなわち、２５分間の真空引きにより冷媒回収処理後の圧縮機を２週間放置して圧縮機内の冷凍機油を除去すると、冷凍機油中のイソブタン溶存量が安全基準を満たす所定の量まで低下する。
［００４５］
なお、「特別管理産業廃棄物の廃油」とは、揮発油類、灯油類、軽油類で引火点７０℃未満の廃油のことである。
［００４６］
また、回収した冷凍油に溶け込んでいるＨＣ冷媒を回収した後、バブリングを行うことにより、冷媒回収時間を２週間から２時間程度にまで短縮することができた。
［００４７］
実施の形態２．
図１０は本発明の実施の形態２にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ１を示しており、上述した実施の形態１において使用した真空ポンプ４に代えて、


１１

【００１２】
防爆形電動モータ７０を有する真空ポンプ４Ａを使用している。
［００４８］
この場合、圧縮空気源５４は油排出用空気管５８のみに接続され、冷媒排出管４８には大気吸入管７２が接続される。
［００４９］
上記構成の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ１において、電動モータ７０に給電すると、真空ポンプ４Ａが作動して油分離タンク２内のガスは、冷媒排出管４４，４８を介して大気に放出される。
［００５０］
油分離タンク２内の冷凍機油から分離した冷媒は、油分離タンク２の上部に貯留されたガス冷媒とともに真空ポンプ４Ａに吸引され、冷媒排出管４８を介して大気に放出されるが、放出される前に大気吸入管７２を介して吸入された大気により希釈される。
［００５１］
したがって、油分離タンク２内に貯留されたガス冷媒の量に応じて大気吸入管７２のサイズを選定することにより大気に放出される冷媒の濃度を爆発の危険性がない所定の濃度（例えば、１．０ｖｏｌ％以下）に設定することができる。また、真空ポンプ４Ａに防爆形電動モータ７０を使用するとともに、大気に放出される冷媒は大気により希釈されるので、冷媒処理における安全性を確保することができる。さらに、電動モータは空気駆動モータより静かなので、騒音を抑制できるとともに圧縮空気の使用量を抑制することができる。
［００５２］
なお、大気吸入管７２を圧縮空気源５４に接続して、大気放出される冷媒を圧縮空気により希釈すると、希釈率が増大してさらに安全性を向上することができる。
［００５３］
また、図１１に示されるように、大気吸入管７２に送風ファン等の圧送手段７３を接続すると、圧送手段７３により吸引された周囲の大気が冷媒排出管４８に圧送され、圧送された空気により大気放出される冷媒が希釈されるので、同様の


１２

【００１３】
効果が得られる。
［００５４］
あるいは、図１２に示されるように、冷媒排出管４８に吸込ファン等の吸引手段７５を接続すると、吸引手段７５により周囲の大気が大気吸入管７２を介して冷媒排出管４８に吸入され、この吸入された空気により大気放出される冷媒が希釈されるので、同様の効果が得られる。
［００５５］
他の構成及び作用は実施の形態１と同じなので、その説明は省略する。
［００５６］
実施の形態３．
図１３は本発明の実施の形態３にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ２を示しており、上述した実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａにおいて、空気駆動モータ６からの排気管５５に開閉弁７４を設けるとともに、開閉弁７４の前後の排気管５５に大気吸入管７２及び排気管７６を接続し、大気吸入管７２及び排気管７６に開閉弁７８，８０をそれぞれ設けたものである。
［００５７］
上記構成の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ２において、開閉弁７４を開放するとともに開閉弁７８，８０を閉止すると、その作用は実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａの作用と全く同じである。
［００５８］
一方、開閉弁７４を閉止するとともに開閉弁７８，８０を開放すると、圧縮空気源５４から圧縮空気供給管５２を介して空気駆動モータ６に供給された圧縮空気は、排気管７６を介して大気に放出され、冷媒排出管４８を介して大気に放出される冷媒は大気吸入管７２を介して吸入された大気により希釈される。
［００５９］
すなわち、大気に放出される冷媒を、排気管５５を介して大気に放出される空気駆動モーク６からの排出空気あるいは大気吸入管７２を介して吸入される大気により希釈することができ、いずれか一方を必要に応じ適宜選択することができる。


１３

【００１４】
［００６０］
実施の形態４．
図１４は本発明の実施の形態４にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ３を示しており、上述した実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａにおいて、油分離タンク２の底面２ｂに大気吸入管８２を接続するとともに大気吸入管８２の開放端を油分離タンク２の上面２ａまで延設し、大気吸入管８２に開閉弁８４を設けたものである。
［００６１］
実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａにおいては、冷凍サイクル内の冷媒を油分離タンク２内に吸引した後、ピアシング治具２４，２６を圧縮機３０の高圧側配管３２及び低圧側配管３４より取り外し、ピアシング治具２４，２６を介して吸入された大気により油分離タンク２内の冷凍機油をバブリングするようにしたが、本実施の形態にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ３においては、ピアシング治具２４，２６の着脱に関係なく、開閉弁８４を開放することにより大気吸入管８２を介して油分離タンク２に吸入される大気により冷凍機油のバブリングを行うことができる。大気による冷凍機油のバブリングは冷媒による冷凍機油のバブリングより冷媒を分離しやすい。
［００６２］
なお、図１５に示されるように、大気吸入管８２は、油分離タンク２の底面２ｂに接続することなく廃油タンク６６につながる油回収管６４に接続するようにしてもよい。この場合、油回収管６４に設けられた開閉弁６２を閉止した状態で開閉弁８４を開放すると、油分離タンク２内の冷凍機油を大気でバブリングすることができる一方、開閉弁８４を閉止した状態で、開閉弁６２を開放すると油分離タンク２の下部に貯留した冷凍機油を廃油タンク６６に回収することができる。
［００６３］
あるいは、大気吸入管８２を設けることなく、廃油タンク６６を着脱自在に構成することも可能で、廃油タンク６６を油回収管６４と切り離すことにより油分離タンク２内の冷凍機油を大気でバブリングすることができる。この場合、油回収管６４の開口端は油分離タンク２の上面２ａと略同じレベルに配置する必要がある。
［００６４］
あるいは、図１６に示されるように、油分離タンク２の底面２ｂと圧縮空気源５４とを圧縮空気供給管８６を介して接続し、圧縮空気供給管８６に開閉弁８８を取り付けるとともに、二つの冷媒排出管４４，４８をバイパス管９０を介して接続してもよい。この場合、バイパス管９０に開閉弁９２が取り付けられ、冷媒排出管４４に開閉弁９４が取り付けられる。
［００６５］
この構成においては、冷凍サイクル内の冷媒と冷凍機油が油分離タンク２内に吸引された後、開閉弁８を閉止し、さらに開閉弁５０を閉止して真空ポンプ４を停止させる。その後、開閉弁９４を閉止して開閉弁８８及び開閉弁９２を開放すると、圧縮空気源５４からの圧縮空気により油分離タンク２内の冷凍機油がバブリングされ、冷凍機油から分離した冷媒は圧縮空気により希釈されてバイパス管９０を介して大気に放出される。
【産業上の利用可能性】
［００６６］
本発明にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置及び処理方法は、可燃性冷媒を使用した冷凍機器から可燃性冷媒を安全かつ確実で安価に回収して処理することができるので、使用済みの冷蔵庫あるいは空気調和機をリサイクルする場合の可燃性冷媒の処理に有用である。


１４／１

本発明は、冷媒として可燃性ガスを使用した冷蔵庫、空気調和機等の冷凍機器から可燃性ガスを回収して処理するための可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置及び処理方法に関するものである。

従来の冷蔵庫には、ＨＣＦＣ系冷媒あるいはＨＦＣ系冷媒が使用されているが、オゾン層の破壊あるいは地球の温暖化現象の要因となっていることから、最近ではオゾン層の破壊や地球温暖化現象に影響を与えることのないＨＣ系冷媒を使用した冷蔵庫が徐々に普及し始めている。

しかしながら、ＨＣ系冷媒は可燃性冷媒で爆発や発火を未然に防止する必要があり、本願出願人は、仮にスパーク等により着火しても火炎の伝搬を未然に防止することで大爆発や火災を防止するようにした爆発防止装置を提案している（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１１−１２５４８２号公報

しかしながら、長年使用した冷蔵庫を廃棄するにあたり、冷蔵庫内には依然としてＨＣ系冷媒が残存しており、この残存冷媒を回収する必要があるが、ＨＣ系冷媒専用の回収装置は現在存在していない。また、冷蔵庫内にはＨＣ系冷媒のみならず冷凍機油も残存しており、ＨＣ系冷媒及び冷凍機油の取り扱いには、点火や爆発の危険性を考慮すると、電気機器については防爆仕様が要求されるとともに、温度あるいは圧力についても所定値以下（例えば、５０℃以下、０．５ＭＰａ以下）に抑える必要があり、このような条件を満足する回収装置は高額なものとなる。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、可燃性冷媒を使用した冷凍機器から可燃性冷媒を安全かつ確実に回収して処理することができる安価な可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置及び処理方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、冷凍機器の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を処理するための可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置であって、冷凍サイクルから回収した可燃性冷媒と冷凍機油とを分離するための密閉された油分離タンクと、該油分離タンク内のガスを吸引して油分離タンク内に真空を発生させるための真空ユニットと、冷凍サイクルを構成する配管を油分離タンクに連通させるための穿孔手段とを備え、真空ユニットを駆動して油分離タンク内に真空を発生させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒を油分離タンク内に吸引し、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して放出するようにしたことを特徴とする。

真空ユニットは、真空ポンプと該真空ポンプに並設され真空ポンプを駆動するための空気駆動モータにより構成することができる。この場合、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒は真空ユニットからの排出空気で希釈して放出するのが好ましい。

あるいは、真空ユニットを、真空ポンプと該真空ポンプに並設され真空ポンプを駆動するための防爆形電動モータにより構成することもでき、エジェクタにより構成することもできる。この場合、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒は大気で希釈して放出することができる。

また、一端が大気に開口した大気吸入管の他端を油分離タンクの下部に接続し、真空ユニットを駆動させることで油分離タンク内を負圧にして油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に大気吸入管より吸入した大気を泡状に噴出させることもできる。

あるいは、圧縮空気供給管の一端を油分離タンクの下部に接続し、圧縮空気供給管より油分離タンクに圧縮空気を供給することにより油分離タンク内に貯留された冷凍機油に圧縮空気を泡状に噴出させてもよい。

また、油分離タンクに設けられた内管を穿孔手段に連通させ、冷凍サイクルから内管を介して油分離タンクに吸引された可燃性冷媒を油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に泡状に噴出させることもできる。

好ましくは、油分離タンクの底面と連通自在の廃油タンクを設け、油分離タンク内に圧縮空気を導入して油分離タンク内に貯留された冷凍機油を廃油タンクに排出するのがよい。

さらに、冷凍機器の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を処理するための可燃性冷媒及び冷凍機油処理方法は、油分離タンクに真空を発生させ、該油分離タンクを冷凍サイクルに連通させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒と冷凍機油とを油分離タンク内に吸引し、油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して大気放出するようにしている。

真空ユニットを駆動して油分離タンク内に真空を発生させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒を油分離タンク内に貯留し、貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して放出するようにしたので、可燃性冷媒を安全かつ確実に処理することができる安価な可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置を提供することができる。また、大気放出される冷媒を圧縮空気により希釈すると、さらに希釈率を増大することができ、安全性が向上する。

また、真空ユニットに圧縮空気を供給することにより油分離タンク内に真空を発生させるとともに、貯留された可燃性冷媒を真空ユニットからの排出空気で希釈して放出するようにすると、爆発の危険性を伴う可燃性冷媒の取り扱いに電気を一切使用する必要がなく、安全性をさらに向上することができる。

さらに、真空ポンプと真空ポンプを駆動するための空気駆動モータ、防爆形電動モータ、あるいは、エジェクタにより真空ユニットを構成したので、安全性の高い安価な可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置を提供することができる。

また、大気吸入管や圧縮空気供給管を介して油分離タンクに吸引または圧送された大気や圧縮空気、あるいは、冷凍サイクルから内管を介して油分離タンクに吸引された可燃性冷媒により油分離タンク内に貯留された冷凍機油をバブリングするようにしたので、冷凍機油に溶け込んだ可燃性冷媒を冷凍機油から分離することができ、分離した可燃性冷媒を安全かつ確実に大気放出することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａを示しており、例えば使用済みの冷蔵庫の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を回収し、爆発の危険性がない濃度まで低下させて大気中に放出するために使用される。可燃性冷媒としては、イソブタン、プロパン等のＨＣ（ハイドロカーボン）系冷媒が主に使用されている。ＨＣ系冷媒がイソブタンの場合、イソブタンの空気に対する体積混合率が１．８％〜８．４％の範囲で点火源があれば爆発の危険性があることから、イソブタンを大気放出するに際し、イソブタンの空気に対する体積混合率を所定の濃度（例えば、１．０％）以下まで低下させる必要がある。また、他のＨＣ系冷媒についても同様なことが言える。

図１に示されるように、本発明にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａは、可燃性冷媒と冷凍機油を分離するための密閉された油分離タンク２と、油分離タンク２内のガスを吸引して油分離タンク２内に真空を発生させる真空ユニットとを備えており、真空ユニットは、真空ポンプ４と、真空ポンプ４に並設され真空ポンプ４を駆動するための駆動源である空気駆動モータ６とにより構成されている。

油分離タンク２には開閉弁８が取り付けられた冷媒回収ホース１０の一端が接続されており、冷媒回収ホース１０の他端には、二つの連成計１２，１４を有するゲージマニホールド１５が接続されるとともに、開閉弁１６，１８が取り付けられた二本の冷媒回収ホース２０，２２を介して穿孔手段であるピアシング治具２４，２６にそれぞれ接続されている。ピアシング治具２４，２６は、ＨＣ系冷媒（例えば、イソブタン）を使用した冷蔵庫２８の内部に設けられた圧縮機３０の高圧側配管３２と低圧側配管３４に針で孔を開け、冷媒回収ホース２０，２２に連通させるために使用されるが、その構成は公知なので説明は省略する。また、開閉弁８が取り付けられた冷媒回収ホース１０の一端は、油分離タンク２の内管３６に接続されており、内管３６は油分離タンク２の上面２ａから底面２ｂに向かって延在している。

さらに、油分離タンク２の上面２ａには連成計３８が取り付けられるとともに、開閉弁４０及び逆止弁４２が取り付けられた冷媒排出管４４を介して真空ポンプ４に接続されている。真空ポンプ４にはまた、逆止弁４６が取り付けられた冷媒排出管４８の一端が接続されており、冷媒排出管４８の他端は大気に開放されている。

一方、真空ポンプ４に並設された空気駆動モータ６は、開閉弁５０が取り付けられた圧縮空気供給管５２を介して圧縮空気源５４に接続されるとともに、排気管５５を介して冷媒排出管４８に接続されており、開閉弁５０と圧縮空気源５４との間の圧縮空気供給管５２と、油分離タンク２と開閉弁４０との間の冷媒排出管４４とは、開閉弁５６が取り付けられた油排出用空気管５８により接続されている。また、油分離タンク２の底面２ｂは開閉弁６２が取り付けられた油回収管６４を介して廃油タンク６６に接続されている。

上記構成の本発明にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａの作用を以下説明する。
使用済みの冷蔵庫２８の冷凍サイクル内に残存する冷媒を回収するに当たり、圧縮機３０の高圧側配管３２と低圧側配管３４にピアシング治具２４，２６でまず孔を開け、冷媒回収ホース２０，２２にそれぞれ接続するとともに、開閉弁５０を開放して圧縮空気源５４からの所定圧（例えば、０．５ＭＰａあるいはそれ以上）の圧縮空気を空気駆動モータ６に供給し、真空ポンプ４を作動させる。このとき、冷媒回収ホース１０に取り付けられた開閉弁８は閉止状態にあり、冷媒排出管４４に取り付けられた開閉弁４０は開放されている。また、冷媒回収ホース２０，２２に取り付けられた開閉弁１６，１８も開放されており、他の開閉弁５６，６２は閉止状態にある。

圧縮空気源５４からの圧縮空気が圧縮空気供給管５２を介して空気駆動モータ６に供給されると、空気駆動モータ６は回転駆動され、真空ポンプ４が作動して油分離タンク２内のガスは、冷媒排出管４４，４８を介して大気に放出される。また、圧縮空気源５４から圧縮空気供給管５２を介して空気駆動モータ６に供給された圧縮空気は、排気管５５及び冷媒排出管４８を介して同様に大気に放出される。真空ポンプ４の作動とともに油分離タンク２内が徐々に減圧して、連成計３８により油分離タンク２内の圧力が所定の圧力（例えば、−０．１ＭＰａ）以下まで減少したことが確認されると、開閉弁８を開放して、冷凍サイクル内の冷媒と冷凍機油を同時に油分離タンク２内に吸引する。なお、冷凍サイクル内の冷媒は油分離タンク２の内管３６を介して油分離タンク２内に吸引されるので、冷媒は回収された冷凍機油内に内管３６の先端（下端）から泡状に噴出する。また、冷媒の泡が噴出することで、油分離タンク２内の冷凍機油は撹拌され、冷凍機油に溶け込んだ冷媒が冷凍機油から分離する（バブリング作用）。

冷凍サイクル内の冷媒と冷凍機油を油分離タンク２内に所定時間（例えば、２５分）吸引し、連成計１２，１４により高圧側配管３２と低圧側配管３４の圧力が所定の圧力（例えば、−０．１ＭＰａ）以下まで低下したことが確認されると、開閉弁８，１６，１８を開放した状態でピアシング治具２４，２６が圧縮機３０の高圧側配管３２及び低圧側配管３４より取り外される。このとき、油分離タンク２内に導入された冷媒及び冷凍機油は、油分離タンク２の上部及び下部にそれぞれ貯留されるが、油分離タンク２の下部に貯留された冷凍機油には冷媒が溶け込んでいる。

しかしながら、開閉弁８，１６，１８の開放状態でピアシング治具２４，２６が圧縮機３０の高圧側配管３２及び低圧側配管３４より取り外されると、ピアシング治具２４，２６から周囲の空気が吸入されて冷媒回収ホース２０，２２，１０を介して油分離タンク２に導入され、回収された冷凍機油内に内管３６の先端（下端）から泡状に噴出する。また、空気の泡が噴出することで、油分離タンク２内の冷凍機油は撹拌され、冷凍機油に溶け込んだ冷媒が冷凍機油から分離する（バブリング作用）。

冷凍機油から分離した冷媒は、油分離タンク２の上部に貯留されたガス冷媒とともに真空ポンプ４に吸引され、冷媒排出管４８を介して大気に放出されるが、放出される前に排気管５５を介して大気に放出される空気駆動モータ６からの排出空気により希釈される。

したがって、油分離タンク２内に貯留されたガス冷媒の量（冷蔵庫２８の冷凍サイクルより回収した冷媒量）に応じて圧縮空気源５４より空気駆動モータ６に供給される圧縮空気の量を選定することにより大気に放出される冷媒の濃度を爆発の危険性がない所定の濃度（例えば、１．０vol％以下）に設定することができるとともに、真空ポンプ４の駆動源として電気を全く用いない完全防爆型の空気駆動モータ６を使用することで、冷媒回収における安全性を確保することができる。

上記のようにして冷蔵庫２８からの冷媒回収が終了すると、開閉弁８を閉止するとともに、次の冷蔵庫の圧縮機の二つの配管にピアシング治具２４，２６で孔を開けることで、次の冷媒回収が行われ、これを繰り返すことにより多数の使用済み冷蔵庫の冷媒回収を連続して行うことができる。

なお、油分離タンク２の下部に貯留した冷凍機油は、開閉弁８，４０を閉止した状態で、油排出用空気管５８に取り付けられた開閉弁５６及び油回収管６４に取り付けられた開閉弁６２を開放すると、圧縮空気源５４より供給された圧縮空気により強制的に廃油タンク６６に回収される。また、油分離タンク２は透明の材料で製作するのが好ましく、油分離タンク２内に貯留された冷凍機油の量を外部より視認することで、油分離タンク２からの冷凍機油の排出を効率的に行うことができる。

また、冷媒が冷凍機油に溶け込む量は、冷媒の種類や冷凍機油との組み合わせによって異なり、冷媒が冷凍機油に溶け込みやすい場合は、油分離タンク２内の内管３６の開口端を冷凍機油の液面近傍に配置するのが好ましい。このように設定することで冷媒の冷凍機油中への溶け込み量を極力低減できるとともに、冷凍機油に振動を与えることで冷凍機油からの冷媒の溶出を促進することができる。

この場合、内管３６を油分離タンク２に対し昇降自在に取り付け、油分離タンク２内の冷凍機油のレベルに応じて内管３６の開口端の位置を調整すればよい。

なお、上記実施の形態において、冷媒回収ホース１０に一組の冷媒抜き取り手段（連成計１２，１４、開閉弁１６，１８、ピアシング治具２４，２６）を接続したが、冷媒回収ホース１０に複数の開閉弁を介して複数組の冷媒抜き取り手段を接続することもできる。冷媒抜き取り手段が一組の場合、冷凍機器への冷媒抜き取り手段の着脱時は冷媒回収を行えないが、複数組の冷媒抜き取り手段を使用することにより冷媒回収作業を効率的に行うことができ、処理量を増大させることができる。

また、上記実施の形態において、真空ユニットを真空ポンプ４と空気駆動モータ６により構成したが、真空ユニットとしてエジェクタを採用し、エジェクタに圧縮空気を供給することにより油分離タンク２内に真空を発生させるとともに、油分離タンク２内の可燃性冷媒をエジェクタに供給した圧縮空気により希釈して大気放出することもできる。

ＨＣ系冷媒としてイソブタンを採用した冷蔵庫の冷凍サイクルからイソブタンを回収する場合における安全性の評価を行うにあたり、空気駆動モータ６からの排出イソブタンのガス濃度、回収冷凍機油中の溶存イソブタン量の経時変化を分析した。処理装置Ａの仕様は以下のとおりであった。
・真空ユニット（真空ポンプ、空気駆動モータ等）
排気量：２０Ｌ／分
真空度：−０．０９５ＭＰａ
排気能力（モータ容量）：７００Ｌ／分
・圧縮空気
圧力：０．５ＭＰａ
・油分離タンク
容量：１０Ｌ
・廃油タンク
容量：２０Ｌ

また、使用した冷蔵庫は以下のとおりであった。
・ノンフロン冷蔵庫４７０Ｌ機種Ａ
イソブタン冷媒の封入量：約６５ｇ／台（３７０〜４７０Ｌ）
冷凍機油の封入量：約２１５ｃｃ／台（３７０〜４７０Ｌ）
・ノンフロン冷蔵庫４７０Ｌ機種Ｂ
イソブタン冷媒の封入量：約６５ｇ／台（３７０〜４７０Ｌ）
冷凍機油の封入量：約２１５ｃｃ／台（３７０〜４７０Ｌ）

図２及び図３は、真空ポンプ４により吸引されたイソブタンが空気駆動モータ６からの排出空気により希釈された後の排出イソブタンの濃度を示しており、図２は装置始動後５分間の濃度を、図３は装置始動後２５分間の濃度をそれぞれ示している。分析法、分析装置は以下のとおりであった。
・分析法：真空ポンプからの排出ガスを直接測定した。
・分析装置：全炭化水素自動計測器 柳本製作所製 ＥＨＦ−７Ｃ

また、図４は、真空ポンプ４始動後、一定時間をおいて１Ｌのテドラーバッグに排出ガスを捕集し、ガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）分析法にてイソブタンを定量したときの各時間における排出イソブタン濃度を示している。分析装置、分析条件は以下のとおりであった。
・分析装置：ＧＣ−ＦＩＤ Varian製 ３８００ＧＣ
・分析条件
注入口温度：２００℃
オーブン温度条件：１８０℃
検出器温度：２００℃

なお、図５のグラフは、図２のグラフと図４のグラフを重ね合わせたものであり、両者が略一致していることから、排出イソブタン濃度の計測値が正確であることを示している。

さらに、図６は恒温放置における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示しており、図７はイソブタン濃度が０．２wt％以下の領域における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示している。なお、図６及び図７はイソブタン溶存量をwt％で示しているのに対し、図８及び図９はイソブタン溶存量をvol％で示したものである。分析法、分析装置、分析条件は以下のとおりであった。
・分析法：冷媒回収処理後の圧縮機を０℃及び２０℃の恒温槽にそれぞれ放置し、一定時間毎に冷凍機油を回収した。ガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）分析法により冷凍機油に溶存するイソブタンを定量した。
・分析装置：ＧＣ−ＦＩＤ Hewlett Packard製 ５８９０
・分析条件
注入口温度：１１０℃
オーブン温度条件：２００℃
検出器温度：２００℃

図２乃至図５のグラフから、真空ポンプからの排出イソブタンガスの最大濃度は０．９vol％であり、爆発下限濃度（１．８vol％）に達しておらず、爆発の危険性はないと考えられる。また、排出イソブタン濃度の低下状態から判断すると、今回使用した冷蔵庫の場合、真空ポンプによる排出時間は１５分程度で十分である。したがって、本発明にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａにおいて、完全防爆型の空気駆動モータを使用するとともに、冷凍サイクルから抽出したイソブタンを空気駆動モータの排出空気により希釈して大気放出することにより安全性を十分に確保することができる。

また、図６及び図７から、冷凍機油中のイソブタン溶存量が、２０℃環境では１週間放置後、０℃環境では２週間放置後に０．０１５wt％以下となっており、この場合、冷凍機油の引火点は７０°以上となり、「特別管理産業廃棄物の廃油」として処理する必要がない。すなわち、２５分間の真空引きにより冷媒回収処理後の圧縮機を２週間放置して圧縮機内の冷凍機油を除去すると、冷凍機油中のイソブタン溶存量が安全基準を満たす所定の量まで低下する。

なお、「特別管理産業廃棄物の廃油」とは、揮発油類、灯油類、軽油類で引火点７０℃未満の廃油のことである。

また、回収した冷凍油に溶け込んでいるＨＣ冷媒を回収した後、バブリングを行うことにより、冷媒回収時間を２週間から２時間程度にまで短縮することができた。

実施の形態２．
図１０は本発明の実施の形態２にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ１を示しており、上述した実施の形態１において使用した真空ポンプ４に代えて、防爆形電動モータ７０を有する真空ポンプ４Ａを使用している。

この場合、圧縮空気源５４は油排出用空気管５８のみに接続され、冷媒排出管４８には大気吸入管７２が接続される。

上記構成の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ１において、電動モータ７０に給電すると、真空ポンプ４Ａが作動して油分離タンク２内のガスは、冷媒排出管４４，４８を介して大気に放出される。

油分離タンク２内の冷凍機油から分離した冷媒は、油分離タンク２の上部に貯留されたガス冷媒とともに真空ポンプ４Ａに吸引され、冷媒排出管４８を介して大気に放出されるが、放出される前に大気吸入管７２を介して吸入された大気により希釈される。

したがって、油分離タンク２内に貯留されたガス冷媒の量に応じて大気吸入管７２のサイズを選定することにより大気に放出される冷媒の濃度を爆発の危険性がない所定の濃度（例えば、１．０vol％以下）に設定することができる。また、真空ポンプ４Ａに防爆形電動モータ７０を使用するとともに、大気に放出される冷媒は大気により希釈されるので、冷媒処理における安全性を確保することができる。さらに、電動モータは空気駆動モータより静かなので、騒音を抑制できるとともに圧縮空気の使用量を抑制することができる。

なお、大気吸入管７２を圧縮空気源５４に接続して、大気放出される冷媒を圧縮空気により希釈すると、希釈率が増大してさらに安全性を向上することができる。

また、図１１に示されるように、大気吸入管７２に送風ファン等の圧送手段７３を接続すると、圧送手段７３により吸引された周囲の大気が冷媒排出管４８に圧送され、圧送された空気により大気放出される冷媒が希釈されるので、同様の効果が得られる。

あるいは、図１２に示されるように、冷媒排出管４８に吸込ファン等の吸引手段７５を接続すると、吸引手段７５により周囲の大気が大気吸入管７２を介して冷媒排出管４８に吸入され、この吸入された空気により大気放出される冷媒が希釈されるので、同様の効果が得られる。

他の構成及び作用は実施の形態１と同じなので、その説明は省略する。

実施の形態３．
図１３は本発明の実施の形態３にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ２を示しており、上述した実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａにおいて、空気駆動モータ６からの排気管５５に開閉弁７４を設けるとともに、開閉弁７４の前後の排気管５５に大気吸入管７２及び排気管７６を接続し、大気吸入管７２及び排気管７６に開閉弁７８，８０をそれぞれ設けたものである。

上記構成の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ２において、開閉弁７４を開放するとともに開閉弁７８，８０を閉止すると、その作用は実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａの作用と全く同じである。

一方、開閉弁７４を閉止するとともに開閉弁７８，８０を開放すると、圧縮空気源５４から圧縮空気供給管５２を介して空気駆動モータ６に供給された圧縮空気は、排気管７６を介して大気に放出され、冷媒排出管４８を介して大気に放出される冷媒は大気吸入管７２を介して吸入された大気により希釈される。

すなわち、大気に放出される冷媒を、排気管５５を介して大気に放出される空気駆動モータ６からの排出空気あるいは大気吸入管７２を介して吸入される大気により希釈することができ、いずれか一方を必要に応じ適宜選択することができる。

実施の形態４．
図１４は本発明の実施の形態４にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ３を示しており、上述した実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａにおいて、油分離タンク２の底面２ｂに大気吸入管８２を接続するとともに大気吸入管８２の開放端を油分離タンク２の上面２ａまで延設し、大気吸入管８２に開閉弁８４を設けたものである。

実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａにおいては、冷凍サイクル内の冷媒を油分離タンク２内に吸引した後、ピアシング治具２４，２６を圧縮機３０の高圧側配管３２及び低圧側配管３４より取り外し、ピアシング治具２４，２６を介して吸入された大気により油分離タンク２内の冷凍機油をバブリングするようにしたが、本実施の形態にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置Ａ３においては、ピアシング治具２４，２６の着脱に関係なく、開閉弁８４を開放することにより大気吸入管８２を介して油分離タンク２に吸入される大気により冷凍機油のバブリングを行うことができる。大気による冷凍機油のバブリングは冷媒による冷凍機油のバブリングより冷媒を分離しやすい。

なお、図１５に示されるように、大気吸入管８２は、油分離タンク２の底面２ｂに接続することなく廃油タンク６６につながる油回収管６４に接続するようにしてもよい。この場合、油回収管６４に設けられた開閉弁６２を閉止した状態で開閉弁８４を開放すると、油分離タンク２内の冷凍機油を大気でバブリングすることができる一方、開閉弁８４を閉止した状態で、開閉弁６２を開放すると油分離タンク２の下部に貯留した冷凍機油を廃油タンク６６に回収することができる。

あるいは、大気吸入管８２を設けることなく、廃油タンク６６を着脱自在に構成することも可能で、廃油タンク６６を油回収管６４と切り離すことにより油分離タンク２内の冷凍機油を大気でバブリングすることができる。この場合、油回収管６４の開口端は油分離タンク２の上面２ａと略同じレベルに配置する必要がある。

あるいは、図１６に示されるように、油分離タンク２の底面２ｂと圧縮空気源５４とを圧縮空気供給管８６を介して接続し、圧縮空気供給管８６に開閉弁８８を取り付けるとともに、二つの冷媒排出管４４，４８をバイパス管９０を介して接続してもよい。この場合、バイパス管９０に開閉弁９２が取り付けられ、冷媒排出管４４に開閉弁９４が取り付けられる。

この構成においては、冷凍サイクル内の冷媒と冷凍機油が油分離タンク２内に吸引された後、開閉弁８を閉止し、さらに開閉弁５０を閉止して真空ポンプ４を停止させる。その後、開閉弁９４を閉止して開閉弁８８及び開閉弁９２を開放すると、圧縮空気源５４からの圧縮空気により油分離タンク２内の冷凍機油がバブリングされ、冷凍機油から分離した冷媒は圧縮空気により希釈されてバイパス管９０を介して大気に放出される。

本発明にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置及び処理方法は、可燃性冷媒を使用した冷凍機器から可燃性冷媒を安全かつ確実で安価に回収して処理することができるので、使用済みの冷蔵庫あるいは空気調和機をリサイクルする場合の可燃性冷媒の処理に有用である。

本発明の実施の形態１にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の配管系統図である。 図１の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置において、真空ポンプにより吸引されたイソブタンが空気駆動モータからの排出空気により希釈された後の排出イソブタンの装置始動後５分間の濃度を示すグラフである。 図１の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置において、真空ポンプにより吸引されたイソブタンが空気駆動モータからの排出空気により希釈された後の排出イソブタンの装置始動後２５分間の濃度を示すグラフである。 真空ポンプ始動後、一定時間をおいてテドラーバッグに排出ガスを捕集し、イソブタンを定量したときの各時間における排出イソブタン濃度を定量した結果を示すグラフである。 図２のグラフと図４のグラフを重ね合わせたグラフである。 恒温放置における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示すグラフである。 イソブタン濃度が０．２wt％以下の領域における冷凍機油中のイソブタン溶存量を示すグラフである。 図６のイソブタン溶存量を容量％で示した場合のグラフである。 図７のイソブタン溶存量を容量％で示した場合のグラフである。 本発明の実施の形態２にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の配管系統図である。 図１０の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の変形例の配管系統図である。 図１０の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の別の変形例の配管系統図である。 本発明の実施の形態３にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の配管系統図である。 本発明の実施の形態４にかかる可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の配管系統図である。 図１４の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の変形例の配管系統図である。 図１４の可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置の別の変形例の配管系統図である。

符号の説明

２ 油分離タンク、 ２ａ 油分離タンクの上面、 ２ｂ 油分離タンクの底面、
４，４Ａ 真空ポンプ、 ６ 空気駆動モータ、
8,16,18,40,50,56,62,74,78,80,84,88,92,94 開閉弁、
１０，２０，２２ 冷媒回収ホース、 １２，１４，３８ 連成計、
１５ ゲージマニホールド、 ２４，２６ ピアシング治具、 ２８ 冷蔵庫、
３０ 圧縮機、 ３２ 高圧側配管、 ３４ 低圧側配管、 ３６ 内管、
４２，４６ 逆止弁、 ４４，４８ 冷媒排出管、 ５２，８６ 圧縮空気供給管、
５４ 圧縮空気源、 ５５，７６ 排気管、 ５８ 油排出用空気管、
６４ 油回収管、 ６６ 廃油タンク、 ７０ 電動モータ、
７２，８２ 大気吸入管、 ７３ 圧送手段、 ７５ 吸引手段、
９０ バイパス管、Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３ 可燃性冷媒及び冷凍機油処理装置。

Claims (13)

1. 冷凍機器の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を回収して処理するための可燃性冷媒処理装置であって、
   前記冷凍サイクルから回収した可燃性冷媒と冷凍機油とを分離するための密閉された油分離タンクと、該油分離タンク内のガスを吸引して油分離タンク内に真空を発生させるための真空ユニットと、前記冷凍サイクルを構成する配管を前記油分離タンクに連通させるための穿孔手段とを備え、前記真空ユニットを駆動して前記油分離タンク内に真空を発生させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒を前記油分離タンク内に吸引し、前記油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して放出するようにしたことを特徴とする可燃性冷媒処理装置。
2. 前記真空ユニットは、真空ポンプと該真空ポンプに並設され真空ポンプを駆動するための空気駆動モータにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可燃性冷媒処理装置。
3. 前記油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を前記真空ユニットからの排出空気で希釈して放出するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の可燃性冷媒処理装置。
4. 前記真空ユニットは、真空ポンプと該真空ポンプに並設され真空ポンプを駆動するための防爆形電動モータにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可燃性冷媒処理装置。
5. 前記真空ユニットは、エジェクタにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可燃性冷媒処理装置。
6. 前記油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を大気で希釈して放出するようにしたことを特徴とする請求項２，４，５のいずれか１項に記載の可燃性冷媒処理装置。
7. 一端が大気に開口した大気吸入管の他端を前記油分離タンクの下部に接続し、前記真空ユニットを駆動させることで前記油分離タンク内を負圧にして前記油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に前記大気吸入管より吸入した大気を泡状に噴出させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の可燃性冷媒処理装置。
8. 圧縮空気供給管の一端を前記油分離タンクの下部に接続し、前記圧縮空気供給管より前記油分離タンクに圧縮空気を供給することにより前記油分離タンク内に貯留された冷凍機油に圧縮空気を泡状に噴出させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の可燃性冷媒処理装置。
9. 前記油分離タンクに設けられた内管を前記穿孔手段に連通させ、冷凍サイクルから前記内管を介して前記油分離タンクに吸引された可燃性冷媒を前記油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に泡状に噴出させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の可燃性冷媒処理装置。
10. 前記油分離タンクの底面と連通自在の廃油タンクを設け、前記油分離タンク内に圧縮空気を導入して前記油分離タンク内に貯留された冷凍機油を前記廃油タンクに排出するようにしたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の可燃性冷媒処理装置。
11. 冷凍機器の冷凍サイクル内に残存する可燃性冷媒を回収して処理するための可燃性冷媒処理方法であって、
    油分離タンクに真空を発生させ、該油分離タンクを冷凍サイクルに連通させて冷凍サイクル内の可燃性冷媒と冷凍機油とを前記油分離タンク内に吸引し、前記油分離タンク内に貯留された可燃性冷媒を空気で希釈して大気放出するようにしたことを特徴とする可燃性冷媒処理方法。
12. 前記油分離タンク内を減圧して周囲の大気を吸入し、該大気を前記油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に泡状に噴出させるようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の可燃性冷媒処理方法。
13. 前記油分離タンクに圧縮空気を供給することにより前記油分離タンク内に貯留された冷凍機油内に圧縮空気を泡状に噴出させるようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の可燃性冷媒処理方法。

Images