(57)【要約】【課題】イソブタンなどの炭化水素系の可燃性冷媒と潤滑油とを爆発の危険なく安全に回収する方法と装置を提供する。【解決手段】被回収装置１０から可燃性の冷媒と潤滑油を、気密の状態を保持して、液体と気体の混合した状態で取り出し、取り出された気体と液体を容器２１内に投入する。このとき、被回収装置１０内の圧力をＰ１、前記冷媒を取り出す管路３２内の圧力をＰ２としたとき、減圧装置４１が、Ｐ１／２≧Ｐ２の関係を維持するように吸引する。容器内を一定の温度以上に保って減圧装置４１によって容器２１内を所定圧以下に減圧することで、潤滑油内の冷媒を気化させてから回収する。前記所定圧が、冷媒の爆発下限界以下の圧力にすることで、回収後の被回収装置に残留する潤滑油を爆発する危険のないレベルのものにすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被回収装置から狭小部を介して可燃性の冷媒と潤滑油とを液体と気体の混合した状態或いは気体単独で気密状態を保って取り出す工程と、取り出された気体と液体を分離し気体経路と液体経路、別々に容器内に投入する工程と、気体経路内に酸化触媒を配し混入酸素を除去する工程を有し、容器内を一定の温度以上に保ち、減圧装置によって所定圧以下に減圧する工程とを有し、前記狭小部に接続されて冷媒を取り出す管路内の圧力をＰ２、大気圧をＰ０としたとき、前記減圧装置が、Ｐ０＞Ｐ２の関係を維持することを特徴とする冷媒回収処理方法。
【請求項２】
前記被回収装置内の圧力をＰ１、前記冷媒を取り出す管路内の圧力をＰ２としたとき、前記減圧装置が、Ｐ１／２≧Ｐ２の圧力時に於いてＰ０＞Ｐ２の関係を維持することを特徴とする冷媒回収方法。
【請求項３】
前記容器上流側或いは容器内で可燃性冷媒の気体の少なくとも一部を酸化触媒により酸化・発熱させ容器内へ放熱させる工程を付加したことを特徴とする請求項１又は２記載の冷媒回収処理方法。
【請求項４】
前記所定圧が、冷媒の爆発下限界圧力(可燃性ガスの爆発下限界値に相当する圧力:大気圧×爆発下限界％)未満であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の冷媒回収方法。
【請求項５】
前記容器内を加熱装置で所定温度以上に加熱することを特徴とする請求項４に記載の冷媒回収方法。
【請求項６】
前記分離器で分離された可燃性冷媒の気体の少なくとも一部を前記容器上流側或いは前記容器内で酸化触媒により酸化・発熱させる工程を付加したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の冷媒回収方法。
【請求項７】
被回収装置の所定の位置に気密状態で取り付けられ、被回収装置に穿孔して内部の可燃性の冷媒と潤滑油とを液体と気体とが混合した状態で回収する穿孔器具と、該穿孔器具が穿孔した孔と連通して孔から出る液体と気体とを回収する管路と、液体と気体とが回収される経路内に形成された狭小部と、前記管路に接続され回収された液体と気体が両者が混合した状態で投入されそれを分離する分離器と、該容器内を減圧する減圧装置と、を有することを特徴とする冷媒回収装置。
【請求項８】
前記容器上流側或いは前記容器内に、可燃性冷媒の気体の少なくとも一部を酸化・発熱させる酸化触媒を設けたことを特徴とする請求項７記載の冷媒回収装置。
【請求項９】
前記狭小部が流量調整可能な弁であることを特徴とする請求項７又は８に記載の冷媒回収装置。
【請求項１０】
前記容器を加熱する加熱装置を設けたことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の冷媒回収装置。
【請求項１１】
被回収装置の所定の位置に気密状態を保って密着可能な密着子と、該密着子に貫通形成された空間と、該空間の被回収装置に対面する位置に形成された第１開口と、該空間の他の場所に形成され被回収装置から回収された液体と気体の混合物を搬送する管路に接続するための第２開口と、前記第１開口から出没自在に設けられた穿孔針と、該穿孔針を前記第１開口から没する後退方向に付勢する弾性部材とを有し、前記穿孔針が前進して前記第１開口から突出すると被回収装置に穿孔して前記連通路により第１開口から第２開口まで連通され、穿孔針が後退すると前記第１開口から第２開口までが直接連通されることを特徴とする穿孔器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷蔵庫やエアコンなどの各種の熱ポンプに使用されるプロパン、ブタンなどの炭化水素系可燃性冷媒とその冷媒の溶解した冷凍機(潤滑油)回収技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷の大きいフルオロカーボンの代わりとして、ＮＷＦ(Natural working fluid) が求められているが、これらには、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどの炭化水素系の冷媒がある。これらは昔から冷媒として使用されていたものでもあり、入手も容易で、フルオロカーボンよりも安価である。また成績係数(利用可能熱量/消費電力)も優れている。なかでもイソブタンは、冷蔵庫などに実用化されている。しかし炭化水素系の冷媒は強燃性で取扱に各段の注意が必要である。
【０００３】
代表的な炭化水素の空気中での爆発範囲は、２０℃において、メタン５〜１５％、エチレン３．１〜３２％、エタン３〜１２．４％、シクロプロパン２．４〜１０．４％、プロパン２．２〜９．５％、ブタン１．８〜８．４％となっている。何れも爆発下限界が小さく、また、何れも大きな発熱量を持つ。この物性は大気圧(１０１．３２５ｋＰａ)下でメタン５．０７〜１５．２ｋＰａ、エチレン３．１４〜３２．４ｋＰａ、エタン３〜１２．６ｋＰａ、シクロプロパン２．４３〜１０．５ｋＰａ、プロパン２．２３〜９．６３ｋＰａ、ブタン１．８２〜８．５１ｋＰａ、と同義である。
【０００４】
炭化水素冷媒は、熱ポンプ内ではコンプレッサの潤滑油（冷凍機油）に一部溶解した状態であり、気体と液体の双方の状態で循環している。熱ポンプに使用される潤滑油の条件としては、冷媒との相溶性のよいものが選ばれる。
【０００５】
これらは気体と液体の化学反応を伴わない溶解関係であり、原則的にHenlyの法則に従う。溶解度は圧力が高く温度が低いほど大きくなる。この可燃性冷媒を溶解した潤滑油は大幅に引火点を低下させる。機器内に於いては空気がないため発火、爆発の危険性は無いが、冷媒や潤滑油が外部に漏出した場合や、外部より密閉系内に空気が侵入し前記の爆発範囲内組成を形成した場合には容易に燃焼爆発する。
【０００６】
そして、炭化水素系冷媒の気体の状態のものは前記の通りであるが、炭化水素冷媒の一部が潤滑油に溶解したものも強可燃性である。機器内に於いては空気がないため発火、爆発の危険性は無いが、冷媒や潤滑油が外部に漏出したり、外部より密閉系内に空気が侵入した場合には容易に燃焼し、場合によっては爆発する可能性もある。
【０００７】
このような液体、気体の回収は密閉系で行われる必要があるが、回収に於いては、被回収物と回収装置とは、必ず何らかの接合部を有し、接合部における密閉が問題となる。さらに、接合部は繰り返し使用されるので、接合部の性能、取扱上の損傷、経時変化による劣化等により漏洩の可能性を常に内包する。また、密閉系内の圧力と大気圧との関係も問題である。密閉系内の圧力が大気圧より高い陽圧の場合、内部の流体は外部に漏洩し、密閉系の圧力が大気圧より低い陰圧の場合内部に空気が混入し、いずれの場合も大きな問題となる。
【０００８】
従って、冷蔵庫をリサイクルするためには解体時の冷媒と潤滑油の安全な抜き取りを確保しなければならない。と同時に低引火点危険物化した潤滑油も比較的安全に取り扱いできるレベルにしなければならない。例えば低下した引火点を引き上げ常温下で小さな裸火では着火しないような状態にすることである。被回収装置内の冷媒は、配管やコンデンサー、エバポレータ、コンプレッサなどに存在し、しかも、気体と潤滑油に混入した液体との双方の状態で存在している。最も潤滑油が集中するのはコンプレッサ下部である。
【０００９】
イソブタンを用いた冷蔵庫は、従来のフロンの冷蔵庫と同じく、家電リサイクル法に基づき適正処理されることになるが、現在のところ、冷媒を安全且つ効率的に回収する技術が確立されていない。
【００１０】
フルオロカーボンを回収する技術としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等が知られている。しかし、フルオロカーボンは可燃性ではないので、イソブタンなどの可燃性冷媒の回収に使用することはできない。
【００１１】
可燃性冷媒については、冷凍サイクルから冷媒が漏洩した時の回収方法として、特許文献４が知られている。ここでは、冷凍サイクルに冷媒回収装置を接続し、冷媒回収装置の吸着剤充填部に吸着剤を充填して漏洩した冷媒を吸着する方法が記載されている。しかし、この方法は、大量の冷媒を回収するには不向きである。
【００１２】
【特許文献１】特開平０６−００２９９５号
【特許文献２】特開平０８−１４７１３号
【特許文献３】特開２００１−１２２８０６号
【特許文献４】特開２００１−５６１６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような事実から考えられたもので、イソブタンなどの炭化水素系の可燃性冷媒と潤滑油とを爆発の危険なく安全に回収する方法と装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために本願の冷媒回収方法は、被回収装置から狭小部を介して可燃性の冷媒と潤滑油とを液体と気体の混合した状態或いは気体単独で気密状態を保って取り出す工程と、取り出された気体と液体を容器内に投入する工程と、容器内を一定の温度以上に保ちつつ減圧装置によって所定圧以下に減圧する工程とを有し、前記狭小部に接続されて冷媒を取り出す管路内の圧力をＰ２、大気圧をＰ０としたとき、前記減圧装置が、Ｐ０＞Ｐ２の関係を維持することを特徴としている。
【００１５】
前記被回収装置内の圧力をＰ１、前記冷媒を取り出す管路内の圧力をＰ２としたとき、前記減圧装置が、Ｐ１／２≧Ｐ２の圧力時に於いてＰ０＞Ｐ２の関係を維持する構成としたり、前記容器上流側或いは容器内で可燃性冷媒の気体の少なくとも一部を酸化触媒により酸化・発熱させる工程を付加したり、前記所定圧が、冷媒の爆発下限界圧力(可燃性ガスの爆発下限界値に相当する圧力:大気圧×爆発下限界％)未満である構成としたり、前記容器内を加熱装置で所定温度以上に加熱する構成としたりすることができる。
前記分離器で分離された可燃性冷媒の気体の少なくとも一部を前記容器上流側或いは前記容器内で酸化触媒により酸化・発熱させる工程を付加した構成としたことを特徴としている。
【００１６】
上記の目的を達成する本願の冷媒回収装置は、被回収装置の所定の位置に気密状態で取り付けられ、被回収装置に穿孔して内部の可燃性の冷媒と潤滑油とを液体と気体とが混合した状態で回収する穿孔器具と、該穿孔器具が穿孔した孔と連通して孔から出る液体と気体とを回収する管路と、液体と気体とが回収される経路内に形成された狭小部と、前記管路に接続され回収された液体と気体が両者が混合した状態で投入される容器と、該容器内を減圧する減圧装置と、を有することを特徴としている。
【００１７】
前記容器内に、可燃性冷媒の気体の少なくとも一部を酸化・発熱させる酸化触媒を設けた構成としたり、前記狭小部が流量調整可能な弁である構成としたり、前記容器を加熱する加熱装置を設けた構成とすることができる。
【００１８】
上記の目的を達成する本願の穿孔器具は、被回収装置の所定の位置に気密状態を保って密着可能な密着子と、該密着子に貫通形成された空間と、該空間の被回収装置に対面する位置に形成された第１開口と、該空間の他の場所に形成され被回収装置から回収された液体と気体の混合物を搬送する管路に接続するための第２開口と、前記第１開口から出没自在に設けられた穿孔針と、該穿孔針を前記第１開口から没する後退方向に付勢する弾性部材とを有し、前記穿孔針が前進して前記第１開口から突出すると被回収装置に穿孔して前記連通路により第１開口から第２開口まで連通され、穿孔針が後退すると前記第１開口から第２開口までが直接連通されることを特徴としている。
【００１９】
〔作用〕
本発明では可燃性の冷媒を以下のようにして回収する。廃棄された冷蔵庫、エアコンなどの被回収装置に穿孔器具を取り付け、気密状態を保って穿孔し、その孔から、可燃性冷媒と潤滑油とを液体と気体の混合した状態で抜き取り、管路を通して容器内に送り込む。穿孔器具が被回収装置を穿孔したとき、被回収装置と容器との間には、狭小部が形成されるようになっている。回収される可燃性の冷媒と潤滑油とは、この狭小部を通過して容器に達するが、狭小部があるので、流量が制限された状態で回収される。これは狭小部に接続される管路内の圧力をＰ２とし、大気圧をＰ０としたとき、a:常にＰ０＞Ｐ２の関係を維持することを意味する。ｂ；容器内を一定温度以上に保ち、所定圧以下に減圧することで、可燃性の冷媒を気化させて回収する。
【００２０】
また、このとき、狭小部に接続される管路内の圧力（Ｐ２）を大気圧（Ｐ０）に対して常に負圧に維持することで被回収装置内の冷媒が外部に漏れないようにすることができる。可燃性の冷媒は、潤滑油と混合し、液体と気体の混合した状態で回収系内から外部(大気)へ漏出を許容せずに取り出される。
【００２１】
被回収装置内の最高圧力(Ｐ１)は、冷媒の種類と作業温度(蒸気圧)及び真空手段により決まりＰ１からＰ２への流量は狭小部の形状により決定される。最大流量は限界流量に達する（Ｐ１／２）≧Ｐ２時でこの条件下では流量はＰ２の値に関係しない。従ってＰ２はこの条件下で任意に決められる。これより回収開始から大気バランス圧力まで常にＰ０≧Ｐ２なる２つの条件式を満たす狭小部を有する構造により、回収系内を常に負圧とし回収できる。これにより漏洩が発生した場合でも、流れる方向を大気より系内へと一方向だけに限定できる。
【００２２】
前記管路内に圧力センサを設け、回収が進み被回収物の圧力が低下した場合、前記圧力センサにより検知する。そしてこれ以降の回収は、狭小部が回収速度のボトルネックとなるため上記穿孔針を引き下げて、狭小部の面積を拡大し、迅速な回収が可能となる。また被回収物の形状が限定的であれば圧力センサをタイマに代えるか併用することも可能である。
【００２３】
容器内に可燃性冷媒を酸化させる酸化装置を設けると、回収した可燃性冷媒の、その内部に含有する酸素及び、常にＰ０＞Ｐ２の関係を維持することから帰結される空気の混入に由来する侵入酸素を可燃性冷媒により除去出来る。この酸化により発生する熱は冷凍機油の加熱に供せられる。容器は減圧装置により減圧され、冷媒の気化が促進されているので、冷媒の気化熱によって冷却されており、加熱する必要があるためまた所定の温度にするために供される。
【００２４】
またここで「少なくとも一部」とは、炭化水素冷媒の酸化に必要な空気量は、プロパンの場合容積で３０倍、ブタンの場合３２倍にもなるためで、通常の漏洩量では、回収した冷媒の全てを酸化させる量は確保できないからである。
【００２５】
酸化触媒には多孔質のセラミックに白金やパラジウムをコーティングしたものもあるが、このようなものは目詰まり防ぐために触媒前に気−液分離器を設けることが必要となる。
【００２６】
潤滑油内に可燃性冷媒が溶解し、液相と気相で平衡状態を作る場合、この混合液の平衡状態での圧力は潤滑油の持つごく微量な蒸気圧(一般に１００℃時でも数Ｐａ程度)と圧倒的な冷媒の溶解蒸気圧によるもので、潤滑油の蒸気圧を無視し、単一物質の蒸気圧と見なせる(みなし蒸気圧)。イソブタンと潤滑油の混合液を定温で減圧してゆくと溶解したイソブタンは気化し減少する。２０℃のとき、このみなし蒸気圧が１．８４ｋＰａだった場合、大気圧１０１．３２５ｋＰａに占める圧力(体積)は約１．８１％であり、これは前述したイソブタンの爆発下限界（１．８％）以上であり２０℃以上の場所では裸火や静電気で着火する。一方、所定圧を、冷媒の爆発下限界圧力未満、すなわち、みなし蒸気圧を１．８ｋＰａ以下にすれば、大気圧１０１．３２５ｋＰａに占める圧力(体積)は約１．８０％未満であり爆発限界を下回るので、爆発の危険性はなくなる。
【００２７】
また、２０℃でこのみなし蒸気圧が１．８０ｋＰａだった場合、回収された潤滑油は、引火点が約２０℃の危険物となる。同条件でプロパンの場合、みなし蒸気圧は２．２ｋＰａとなる。従って炭化水素冷媒の溶解した潤滑油は温度と減圧圧力により任意の引火点に制御できる。
【００２８】
また、イソブタンの場合、８０℃で１．８０ｋＰａ以下に容器内を保てば、潤滑油に溶融しているイソブタンの蒸気圧は８０℃においても大気圧に占める圧力は１．８％未満となり、爆発下限界圧力を下回り、引火点は８０℃強となり安全に取り扱うことが可能となる。
【００２９】
容器内の冷凍機油高さが高い場合液表面圧力は気相圧力であるが底部においては、液重量による圧力が加わり溶解度が上昇する。冷凍機油密度を８７０ｋｇ／ｍ３とした場合１ｍの液柱で８．５ｋＰａの圧力となりこのため表面より多量の冷媒を溶解するため所定の引火点は得られない。これを防ぐために、攪拌や底部加熱による対流或いは循環ポンプによる強制循環が必要になる。
【００３０】
狭小部の面積を変化できるようにすると、被回収装置内の圧力が低下してきた場合、流路を大きくして、冷媒の回収速度を向上できるようにしている。被回収装置内の圧力が低くなれば、流量が減少するので、減圧装置の負荷も小さくなり、流路を大きくすることが可能となるのである。
【００３１】
なお、冷却装置を設け、減圧装置に入る前の気体を冷却するようにすれば、減圧装置の負担を軽減し、かつ、冷却により気体の体積も減少するので、減圧効率を高めることができる。
【００３２】
被回収装置に密着した状態で被回収装置に孔を穿設し、穿設された孔から被回収装置内にある可燃性冷媒と潤滑油とを取り出し、管路を通して容器に送り込が、穿孔針には、連通路があり、穿孔した状態で、被回収装置内の冷媒と潤滑油とを穿孔器具に接続された管路をとおして容器に回収することができる。連通路が狭小部となるので、連通路の径を設定することで狭小部内の圧力（Ｐ２）を大気圧（Ｐ０）に対して常に負圧に維持したり、Ｐ１／２≧Ｐ２の関係を維持したりできるようにする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、被回収装置内の冷媒漏洩を内部に限定し、最大の危険性である、空気の内部への侵入を酸化触媒で解決することにより可燃性冷媒を安全に回収することができる。また、廃棄された熱ポンプから可燃性の冷媒と潤滑油とを分離して別々に回収することができ、潤滑油は安全に再利用でき、冷媒は再利用又は燃料としての利用ができるという優れた効果を奏する。
【００３４】
酸化触媒を設けることで、容器内の酸素濃度を低下させ、容器内での発火、爆発を防止できる。また、この酸化熱を利用することができ、効果的な回収が可能となる。
【００３５】
容器内の圧力を冷媒の爆発下限界圧力未満にし、所定の温度に加熱して爆発限界圧力未満にすることで、回収した潤滑油の引火点を安全なレベルにまで上げることができる。
【００３６】
前記狭小部の径が変化可能な構成とすれば、被回収装置内の圧力が低下した場合には、狭小部の径を大きくして回収速度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の冷媒回収装置の構成を模式的に示す図である。同図において、被回収装置１０は、炭化水素系の可燃性冷媒として、イソブタンを冷媒にした熱ポンプで、廃棄された冷蔵庫やエアコンなどに使用されていたものである。被回収装置１０には、コンプレッサ１１と装置内の配管１２があり、これらの中に冷媒としてのイソブタンと潤滑油（ジャパンエナジー社製：フレオールＳ１０（登録商標））が収容されている。イソブタンは、気体と液体の状態で存在し、液体部分は、潤滑油内に溶融した状態である。
【００３８】
容器２１は、回収された冷媒と潤滑油とが一時的に収容されるものである。この容器２１には、内部に酸化装置２２があり、下部には加熱装置２３と、冷却装置２４とが設けられている。酸化装置２２は、イソブタンなどの冷媒を酸化させるもので、白金等の触媒を用いることができる。加熱装置２３には電熱器を使用している。
【００３９】
また、容器２１には、潤滑油排出用の管路２５がありこの管路２５には電磁弁が設けられている。さらに、オイルポンプ２６と管路２６ａとがあり、容器２１の底部に溜まった潤滑油を容器の上から滴下させ、潤滑油に溶解している冷媒の蒸発を促進できるようにしている。酸化装置２２の排気は管路２２ａと電磁弁とを経由して容器２１に接続されている。
【００４０】
符号３１は液体と気体との分離手段で、この実施例ではオイルセパレータを使用している。回収された液体と気体とは明確に液体と気体とに分かれているのではなく、液体がミスト状になって気体と混合した状態の部分も含まれている。そこで、この分離手段３１で、液体と気体とに分離するのである。分離手段３１には管路３２が接続され、管路３２は複数に分岐し、各分岐管には電磁弁が設けられ、それぞれが被回収装置１０のコンプレッサ１１や配管１２に接続されている。管路３２には、圧力センサ３２ａが設けられ、管路３２内の圧力を測定している。分離手段３１の上方からは管路３３が出て、この管路３３は気体を酸化装置２２に供給する。また、分離手段３１内の液体は、底部からの管路３４と電磁弁を介して容器２１の上部から容器２１内に供給される。このとき、分離手段３１が、容器２１より低い場合は、ポンプで容器２１内に送り込むことになる。
【００４１】
符号４１は減圧装置を示す。減圧装置４１としては、真空ポンプが使用されている。この減圧装置４１としては、オイル使用の真空ポンプは使用できない。真空ポンプの排気側から大量の冷媒が真空オイル内に溶解し、空気と接触した場合発火の可能性があるからである。そのため、スクロール型やターボ型のオイルレスタイプの真空ポンプを使用する。
【００４２】
容器２１と減圧装置４１とをつなぐ管路には冷却装置４２を設けている。容器２１内は酸化装置２２及び加熱装置２３で加熱されているので、減圧装置４１が吸引する気体を冷却し、体積を小さくして吸引効率を上げるために設けている。
【００４３】
減圧装置４１の排気側には、オイルセパレータ４３を設け、その下流側にイソブタンを回収するタンク５１を接続している。タンク５１は燃焼装置５２に接続され、燃焼装置５２には空気を送り込むブロワ５３が接続されている。
【００４４】
装置全体は、図示しないシーケンサにより予め設定されたプログラムに沿って自動的に運転される。
【００４５】
図２は穿孔器具１３の構成を示す図である。穿孔器具１３は、穿孔針１３ａと、この穿孔針１３ａをスライド自在に支持する密着子１３ｂと、密着子１３ｂ内に形成された空間１３ｃと、この空間１３ｃの穿孔針１３ａの先端側に形成された第１開口１３ｄと、管路３２に接続される側に形成された第２開口１３ｅと、穿孔針１３ａが貫通した密着子１３ｂの外側にあって、密着子１３ｂを被回収装置１０であるコンプレッサ１１に押圧するためのコイルスプリングからなる弾性部材１３ｆと、この弾性部材１３ｆの一端にある本体１３ｇと、この本体１３ｇを固定するとともに、コンプレッサ１１を跨ぐように配置されるコ字型のフレーム１３ｈと、コ字型のフレーム１３ｈの本体１３ｇと反対側にあるねじ孔に螺合するボルト１３ｉとを有する。本体１３ｇは、図示しないねじやソレノイドなどによって穿孔針１３ａを進退自在に保持している。
【００４６】
穿孔針１３ａには、その先端から中間の側面までを貫通して狭小部としてのＬ型の連通路１３ｌが穿設されている。また、密着子１３ｂの先端にはＯリングなどのシール部材１３ｊがあり、穿孔針１３ａと密着子１３ｂとの間にもＯリングなどのシール部材１３ｋが設けられている。穿孔針１３ａは、空間１３ｃ内を進退し、被回収装置１０のコンプレッサ１１と対向する第１開口１３ｄから出没することができる。なお、連通路１３ｌは、穿孔針１３ａの側面に１本又は２本以上の溝として形成してもよい。
【００４７】
次に、被回収装置１０から冷媒と潤滑油とを回収する方法を説明する。初期状態として、容器２１内には窒素などの不活性ガスを充填しておく。被回収装置１０は、配管１２とコンプレッサ１１との接続部を切断し、コンプレッサ１１は穿孔器具１３に移動して図２に示すようにセットする。減圧装置４１を運転し、容器２１内を後述する所定の圧力まで減圧しておく。
【００４８】
図２において、ボルト１３ｉをねじ込むと、フレーム１３ｈ全体が図の上方に移動し、これに連れて本体１３ｇを上昇させる。本体１３ｇの上昇により密着子１３ｂの先端のシール部材１３ｊが弾性部材１３ｆによる付勢力でコンプレッサ１１に圧接し、気密状態になる。このとき、穿孔針１３ａは、図３に示すように先端がコンプレッサ１１に近接するようにしておく。
【００４９】
さらに、ボルト１３ｉをねじ込んだり、或いは、本体１３ｇにある図示しないねじやソレノイド等の機構によって、穿孔針１３ａを図２の上方に押し上げると、穿孔針１３ａはコンプレッサ１１の底を破って図４に示すように孔１１ａを穿ける。この穿孔によってコンプレッサ１１の内部空間と穿孔器具１３の空間１３ｃとは連通路１３ｌによって連通する。
【００５０】
コンプレッサ１１内には、冷媒が溶存している潤滑油と、気体状の冷媒とがあるが、コンプレッサ１１の最も低い位置に孔１１ａを穿設することによって、当初は液体状の潤滑油が狭小部としての連通路１３ｌを通って空間１３ｃ内に流れ込む。潤滑油が無くなると、気体状の冷媒が流れ込むことになる。
【００５１】
図３は、穿孔器具１３でコンプレッサ１１に孔１１ａを穿ける前後の状態を示す図で、は穿ける前、図４は穿けた後を示す図である。コンプレッサ１１内には、冷媒が溶存している潤滑油と、気体状の冷媒とがあるが、コンプレッサ１１の最も低い位置に孔１１ａを穿設することによって、当初は液体状の潤滑油が穿孔針１３ｂのＬ型の連通路１３ｌを通って第１開口１３ｄから空間１３ｃ内に流れ込む。潤滑油が無くなると、気体状の冷媒が流れ込むことになる。
【００５２】
このとき、コンプレッサ１１内の圧力が大気圧より高いとコンプレッサ１１内の冷媒が外部に漏れ出す可能性があり、逆にコンプレッサ１１内の圧力が大気圧より低いと、大気が管路接続部１３ａ内に浸入する可能性がある。そこで、シール部材１３ｊが孔１１ａの周囲に弾性部材１３ｆの押圧力によって圧接して気密に囲んでおり、シール部材１３ｋが穿孔針１３ｂと外部との密閉を保つことによって、コンプレッサ１１及び密着子１３ｂの内部空間１３ｃと外気とを隔離し、大気との遮断を確保することができることになる。
【００５３】
被回収装置１０の配管１２内には主として気体状の冷媒があるが、これも別の管路３２に接続され、電磁弁等を経由して減圧装置４１により吸引される。
【００５４】
図４において、コンプレッサ１１内と空間１３ｃとは穿孔針１３ａに形成された連通路１３ｌにより連通しており、空間１３ｃは第２開口１３ｅと連通しているので、コンプレッサ１１内の冷媒と潤滑油は、連通路１３ｌを狭小部として接続していることになる。この場合、一定の流路断面積（この場合、連通路１３ｌの面積）を通過する気体の流量の上限は気体の種類と圧力及び温度により決まる。これは気体膨張速度がその気体の状態(温度、圧力)に於ける音速を越えることは無いことと同義であるが、これは冷媒の回収時に、被回収装置内を常に陰圧とし、接合部の縮小部流路面積（連通路１３ｌの面積）に比して充分大きな流路面積を持つ空間１３ｃ及び管路３２内を一定圧力以下に維持すれば、気体が外部に流出しないことを意味する。このような構造によりクリティカルな漏洩箇所を外部から内部への漏洩のみに限定できる。
【００５５】
前記の一定圧力以下とは、コンプレッサ１１内の圧力をＰ１としたとき、管路３２すなわち空間１３ｃ内の圧力Ｐ２が、Ｐ１／２≧Ｐ２を満足する圧力である。このとき穿孔針１３ｂの連通路１３ｌを流れる気体の流量をＱとした場合、減圧装置４１の能力がＱ以上あれば、Ｐ１／２≧Ｐ２の関係を維持できる。さらに、通常は、大気圧をＰ０としたとき、Ｐ０＞Ｐ２の関係が成り立つので、管路３２から外気に冷媒が漏れ出すのを防止できることになる。また、コンプレッサ１１内の圧力を最も早く低下できることになる。連通路１３ｌの径を小さくすることで、Ｑを小さくし、減圧装置４１の負担を軽減できるようにしている。
【００５６】
また、密着子１３ｂのシール部材１３ｊのシールが不良の場合には、Ｐ０＞Ｐ２の関係があるので、外気が管路３２内に入ることになり、可燃性冷媒が管路３２から外に出ることはない。外気の漏洩量が多いと、管路３２内の圧力Ｐ２の維持が困難になる。そのような場合に備えて管路３２には、圧力センサ３２ａを設けている。この圧力センサ３２ａが、所定圧力以上で圧力低下が停止した場合管路３２内に外気から大気が大量に進入してきたと判断し回収を強制終了する。また被回収物の形状が限定的であれば圧力センサ３２ａをタイマに代えたり、タイマと併用することも可能である。
【００５７】
一方、潤滑油についてはイソブタンに比べて密度が非常に大きいためシール部材１３ｊの微小な隙間は大きな抵抗となり、外部に漏出はしない。ただし、付着による若干の浸出程度はあるので簡易的な対策は必要である。
【００５８】
管路３２で回収された液体状の潤滑油と、気体状の冷媒とは分離手段３１に導かれる。分離手段３１では、気体と液体とを分離し、液体は分離手段３１の底部に接続された管路３４を通って容器２１内に投入される。気体は分離手段３１の上部から管路３３を通って酸化装置２２に達する。気体には、冷媒のイソブタンの他に、被回収装置１０内にあった空気や、吸引される際に外部から進入した若干の空気が含まれている。この空気内に含まれる酸素と冷媒とが酸化装置２２で酸化し（燃焼し）、熱を発生する。
【００５９】
容器２１内の液体（潤滑油）は、可燃性の冷媒が酸化するときに発生する前記熱で加熱され、併せて、減圧装置４１で容器２１内を減圧するので、潤滑油に溶解していた冷媒が気化して減圧装置４１により容器２１の外に排出される。容器２１と被回収装置１０とは管路３２等で接続されているので、被回収装置１０内も減圧された状態で冷媒を回収することができ、被回収装置１０内に残留する冷媒を少なくすることができる。
【００６０】
前記被回収装置１０内の気体内には酸素はあまり含まれていないので、冷媒は、その一部が酸化されるだけで、大部分は酸化されずに残る。酸化触媒２２で酸化されなかった冷媒を大量に含んだ排気は、管路２２ａを通って容器２１に戻される。
【００６１】
容器２１内は、引き続き減圧装置４１により減圧されている。これによって容器２１内や被回収装置１０内に気体状で存在する冷媒が容器２１の外に排出される。容器２１内は減圧されるので、潤滑油内に溶存していた冷媒の気化が促進される。この気化により容器２１は気化熱を奪われて冷却されるので、酸化装置２２の発熱によって容器２１内の温度を上げる。
【００６２】
前述したように酸化装置２２では冷媒が少量しか酸化しないので、熱量が不足する場合もある。この不足分を充足するには、次の２つの方法がある。第１は、外部から空気を取り込んで酸化装置２２に供給し、管路３３から供給される全冷媒を酸化装置で完全燃焼させる方法である。第２は、加熱装置２３により加熱する方法である。いずれの方法を採用してもよく、両方を併用し、必要なだけの冷媒を燃焼させてもよい。
【００６３】
逆に、容器内が過度に加熱される場合も考えられるので、冷却装置２４を設け、必要に応じてここに冷却水を通して、容器２１内を所定の温度に維持できるようにするとよい。
【００６４】
コンプレッサ１１内の圧力が低下してくると、管路３２を通過するイソブタンの量も低下し、減圧装置４１に余裕ができてくる。そのような場合には、穿孔針１３ａを第１開口１３ｄから空間１３ｃ内に引っ込ませる。これによって、空間１３ｃが狭小部となり、第１開口１３ｄと第２開口１３ｅとの間の狭小部は広くなり、イソブタンの回収を早くすることが可能となる。
【００６５】
容器内の潤滑油は、減圧により溶解している冷媒が蒸発するが、容器内を所定の温度と圧力以下に保つことで、潤滑油内の冷媒濃度が低下し、容器から排出される潤滑油の引火点を所望の安全なレベルまで引き上げることができる。但しこの工程において、潤滑油は密度が高いので上層潤滑油が下層潤滑油を加圧するため、対流、撹拌は不可欠である。
【００６６】
図５は穿孔器具の他の実施例を示す要部の断面図である。（ａ）は孔を穿ける前、（ｂ）は穿けた後を示す図である。基本的には、図２に示す穿孔器具１３と同様であるが、穿孔針が中空ではないので、管路３２との接続構造が相違している。
【００６７】
穿孔器具１１３は、穿孔針１１３ａと、この穿孔針１１３ａをスライド自在に支持する密着子１１３ｂと、この内部に形成された空間１１３ｃと、この空間１１３ｃの一方に形成された第１開口１１３ｄと、空間１１３ｃの管路３２との接続部となる第２開口１１３ｅと、密着子１１３ｂをコンプレッサ１１に圧接するための弾性部材１１３ｆと、本体１１３ｇとを有する。図示は省略するが、本体１１３ｇはフレーム１３ｈやボルト１３ｉと同様のものを備えている。
第１開口１１３ｄと第２開口１１３ｅとをつなぐ空間１１３ｃは、ほぼ直角に曲がっている。
【００６８】
密着子１１３ｂの穿孔針１１３ａが貫通するところにはＯリングからなる２つのシール部材１１３ｊが設けられ、穿孔針１１３ａとの間の気密を保っている。密着子１１３ｂの第１開口１１３ｄの先端にはコンプレッサ１１との気密を保つためのＯリングからなるシール部材１１３ｋが設けられている。密着子１１３ｄは弾性部材１１３ｃによって常時被回収装置であるコンプレッサ１１に圧接し、気密状態を保っている。
【００６９】
穿孔針１１３ａは、空間１１３ｃ内を、図５（ｂ）に示す最も後退した位置から、図５（ａ）に示す最も前進して孔１１ａを穿設する位置までの進退移動が可能である。穿孔針１１３ａが孔１１ａを穿設し、後退して孔１１ａとの間に隙間ができると、この隙間が狭小部となり、第１開口１１３ｆから第２開口１１３ｇが連通し、被回収装置であるコンプレッサ１１内にある気体と液体とが管路３２に流入することになる。このとき、穿孔針１１３ａが孔１１ａを塞ぐ面積が、穿孔針１１３ａの進退量で決まる範囲があり、この間では、穿孔針１１３ａは第１開口１１３ｆから第２開口１１３ｇに流れる流体の流量を制御する流量制御弁として作用することになる。この開度を調整することによって、被回収装置であるコンプレッサ１１内の冷媒と潤滑油の回収を効率的に行うことができる。
【００７０】
なお、密着子１１３ｂ又は管路３２に別個の流量調整が可能な弁を設け、この弁によって流量を調整するようにしてもよい。このような構成にすると、回収の当初はコンプレッサ１１内部の圧力Ｐ１が高く、流量が多くなるので弁を絞って流量を小さくするようにし、回収が進んで圧力Ｐ１が低くなり、流量が減少してきたときは、弁の開度を上げて流量を増加させ、回収時間の短縮を図ることができる。
【００７１】
図６は潤滑油としてのフレオールＳ１０（登録商標）に溶解するイソブタンの量を計算により求めてグラフにした線図である。縦軸にイソブタンの溶解量（重量％）を、横軸に圧力を示している。
【００７２】
図６において、潤滑油の温度が２０℃、４０℃、６０℃、７０℃の場合のイソブタンの溶解量を示すが、潤滑油に溶解する気体の量は、潤滑油の温度が下がるほど、また圧力が上がるほど大きくなる。
【００７３】
そして、絶対圧力が１８２４Ｐａ（大気圧に対し１．８％）の圧力とき、潤滑油温度が４０℃であればイソブタンの溶解量は０．０６重量％、６０℃であれば０．０３４重量％、７０℃であれば０．０１５重量％程度であることを示している。
【００７４】
一方、危険物第四類は、第１石油類（例、ガソリン）（引火点２１℃未満）、第２石油類（例、軽油、灯油）（引火点２１℃以上７０℃未満）、第３石油類（例、潤滑油）（引火点７０℃以上２００℃未満）となっている。
【００７５】
減圧装置４１により容器２１内の気体を吸引する場合、容器２１内が７０℃に加熱されているので、高温の気体が減圧装置４１に入る。そこで、減圧装置４１の手前で冷却装置４２で冷却すると、気体の体積が減少するので、減圧装置４１への負荷を低減することができる。また、減圧装置４１からの排気には、微量の潤滑油が含まれている。そこで、排気をオイルセパレータ４３に導入し、ここでこの微量の潤滑油を分離する。
【００７６】
容器２１内の圧力が１．８ｋＰａより大きく下方に下がったら、被回収装置１０内には、イソブタンが無くなったと推定できる。そこで、酸素センサ４４で容器２１内の酸素含有量を測定し、酸素含有量が１２重量％以下であることを確認して減圧装置４１を停止する。その後、不活性ガス供給装置４５から窒素ガス等の不活性ガスを容器２１内に送り込み、容器２１内を大気圧又は大気圧以上にし、管路２５から容器２１内に溜まった潤滑油を取り出す。窒素ガスに代えて、炭酸ガスや水蒸気を使用してもよい。
【００７７】
一方減圧装置４１の排気はオイルセパレータ４３を経由してタンク５１に送り込まれる。この排気には、イソブタンとその他のガスとが混合しているが、酸素濃度は１２％以下なので、爆発する危険性はない。タンク５１内のガスは、燃焼装置５２に送られ、ブロワ５３から空気を供給して完全燃焼させることができる。
【００７８】
ところで、イソブタンの爆発範囲は、１．８〜８．５％である。すなわち、１．８％未満では薄すぎて、８．５％以上では濃すぎていずれの場合もイソブタンは燃焼しない。容器２１内の圧力を１．８ｋＰａ以下にすると、被回収装置１０内の圧力も１．８ｋＰａ以下になる。このことは次の点で重要である。回収が終了すると、被回収装置１０は管路３２と切り離され、大気に開口した状態となる。このときコンプレッサ１１や配管１２内には微量のイソブタンが残存している。この残存する微量なイソブタンが大気中に漏れだし、大気と混ざる。しかし、このときのイソブタンの濃度は爆発下限界の１．８％（１８２４Ｐａ）未満となっており、爆発の危険性がなくなるからである。
【００７９】
なお、本発明では、容器２１を減圧する圧力を７０℃で１．８ｋＰａとし、回収後の潤滑油を第３石油類と同程度にしたが、これは１例にすぎない。同じイソブタンの含有率にする場合でも、温度を上げれば圧力も上げることができ、温度を下げれば、圧力も下げなければならない。
【００８０】
また、第３石油類にしなければならないのではなく、第１石油類や第２石油類でもよければ、それに応じた温度と圧力が決まることになる。また、回収する潤滑油の条件、例えば目標の引火点などを回収に先だって決めておき、その条件（引火点）に応じた温度と圧力（真空度）とを設定することも可能である。
【００８１】
また、実施例では、冷媒回収装置のコンプレッサ１１に穿孔して冷媒と潤滑油の回収をしたが、冷媒と潤滑油の回収が可能であれば、コンプレッサに限定されるものではない。また、冷媒としてイソブタン以外の炭化水素を使用する場合は、その冷媒に応じた爆発下限界圧力が用いられることとなる。その他、本発明は、その技術的な内容を変更しない限り、多様な形態での実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の冷媒回収装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の穿孔器具の構成を示す図である。
【図３】穿孔器具でコンプレッサに孔を穿ける前の状態を示す図である。
【図４】穿孔器具でコンプレッサに孔を穿ける前の状態を示す図である。
【図５】穿孔器具の他の実施例を示す要部の断面図で、（ａ）は孔を穿けた状態、（ｂ）は穿けた後穿孔針が後退した状態を示す図である。
【図６】潤滑油に溶解するイソブタンの量を計算により求めた線図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０    被回収装置
１３，１１３    穿孔器具
１３ｌ  連通路（狭小部）
２１    容器
２２    酸化装置
２３    加熱装置
３１    分離手段
３２ａ  圧力センサ
３２    管路
４１    減圧装置
【図１】
2008121915.tif 000003
【図２】
2008121915.tif 000004
【図３】
2008121915.tif 000005
【図４】
2008121915.tif 000006
【図５】
2008121915.tif 000007
【図６】
2008121915.tif 000008