JPH0415459A - 冷媒回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は被再生冷媒中の水分又はオイルを除去して冷媒
再生を行う冷媒回収装置に関する。

「従来の技術］ ＵＳＰ４．７６Ｂ、３４７は、コンプレッサにより高圧
圧縮された冷媒ガスからオイルミストを分離し、その後
、オイルミストが除去された高圧冷媒ガスを凝縮、回収
する冷媒回収装置を開示する。また、この装置は、回収
された高圧冷媒液を焼結ゼオライト中に循環させて高圧
冷媒液に溶解した溶解水分を回収することを開示する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、高圧冷媒液にほとんど分子状態で溶解し
た溶解水分を分離することは容易ではなく、長時間にわ
たる循環が必要となる。

また、上記冷媒回収装置はオイルと冷媒液とを分離する
ので、単にオイル含有冷媒を一時的に保管する場合（例
えば冷凍ザイクルの修理の場合）などの用途ではわざわ
ざオイルと冷媒とを別々に保管せねばならず、また再充
填時にはオイルを補充しなければならず面倒であった。

本発明は上記問題に鑑みなされたもので、冷媒から短時
間で水分を回収できる冷媒回収装置を提供することをそ
の目的としている ［課題を解決するための手段］ 本発明の冷媒回収装置は、被回収装置から導入される冷
媒ガスを常圧以下で低温で冷却して前記冷媒ガスに混入
する水分を遊離するとともに、凝縮した冷媒液を回収容
器に回収する冷媒回収部と、前記回収容器から供給され
る前記冷媒液中の遊離水を分離する遊離水分離手段を有
する冷媒再生器とを具備することを特徴としている。

［作用及び発明の効果］ 本発明の冷媒回収装置では、被回収装置から導入される
冷媒ガスを常圧以下で低温で冷却して、冷媒液から水分
を遊離させ、冷媒液中に大型分子団状の遊離水を形成す
る。

一方、回収タンクから上記遊離水含有の冷媒液が供給さ
れる冷媒再生器は遊離水分離手段を有しており、この遊
離水分離手段は、供給される冷媒液中の遊離水を分離す
る。

したがって本発明よれば、冷媒ガスの常圧以下での低温
冷却により比較的大きな分子団状の遊離水を生成してこ
れを分離するので、従来に比べ格段に脱水速度を向上す
ることができる。

なお、これら遊離水の分離には例えば、親水性表面をも
つ多孔質フィルタなどで吸着分離したり、又は、遊離水
を氷晶化し、それをろ過する方法などにより分離するこ
とができる。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図〜第５図に示す。

この冷媒回収装置は、それぞれ別体に構成され、分離可
能に連結された冷媒回収部１と冷媒再生部５とからなる
。

冷媒回収部１は、被回収装置である車両搭載の被回収冷
凍サイクル２の冷媒流路に接続され、この被回収冷凍サ
イクル２から導入される冷媒ガスを常圧又は低圧で冷却
し、凝縮した冷媒液を回収タンク１５に回収する装置で
ある。

冷媒再生部５は、回収タンク１５から供給される冷媒液
中の遊離水を吸着分離する遊離水分離器（本発明でいう
遊離水分離手段）５１と、遊離水分離器５１から出た冷
媒液を常圧又は低圧で加熱して冷媒液中の冷媒ガス成分
を蒸発させて冷媒液中のオイル成分を分離するオイルセ
パレータ５２（本発明でいうオイル分離手段）とを備え
ている。

まず、冷媒回収部１について第１図で詳細に説明する。

冷媒回収部１は、被回収用冷凍サイクル２の冷媒流路に
接続される冷媒凝縮器３と、該冷媒凝縮器３を間接熱交
換により等圧冷却する冷凍サイクル４とを備える。

被回収用冷凍サイクル２は、例えば、車両用空気調和装
置に使用されるもので、冷媒圧縮機４０１、冷媒凝縮器
４０２、レシーバ４０３、減圧装置４０５、および冷媒
蒸発器４０６を備え、冷媒配管４０４によって上記機能
部品を環状に接続した構造を有するものである。

冷媒凝縮器３は、例えばアルミニウム製の円筒容器で、
冷媒凝縮器３の上端面には冷媒凝縮器３内部と連通ずる
エア扱き用パイプ１１が取り付けられている。このエア
扱き用パイプ１１は、先端が大気中に開放され、途中に
絞りが形成されている。また、エア扱き用パイプ１１に
は絞りの上流（冷媒凝縮器３側）に位置して、自動操作
で開閉されるリリーフ弁１０８が設けられている。冷媒
凝縮器３は、電磁二方弁１６をもつチャージングホース
１４によって、被回収用冷凍サイクル２の冷媒圧縮機４
０１に設けられた高圧側サービスバルブ４０１ａおよび
低圧側サービスバルブ４０１ｂに接続されている。冷媒
凝縮器３の底部には、回収した液冷媒を蓄えるための回
収タンク１５が弁機構１７を介して分離可能に接続され
ている。

冷凍サイクル４は、冷媒圧縮機１８、冷媒凝縮器１９、
固定絞り２０．冷媒蒸発器２１、およびアキュムレータ
２２の各種機能部品を、冷媒配管によって環状に接続し
た周知のアキュムレータサイクルである。なお、２４は
、冷媒凝縮器１９に送風するクーリングファンであり、
２４ａはファンモータである。また、冷媒蒸発器２１は
、冷媒チューブを冷媒凝縮化３の外周に螺旋状に巻回し
て構成され、冷媒凝縮化３と一体に間接熱交換器を構成
している。なお、この冷媒蒸発器２１の冷媒チューブは
冷媒凝縮化３に内設してもよい。

冷媒回収部１の運転に先立って、回収タンク１５を第１
図に示すように冷媒凝縮管３の冷媒液排出管１５０に気
密に連結する。その後、回収づべき冷媒が通過する空間
にある空気を図示しない真空ポンプによって排除し、チ
ャージングボース１４を液回収用冷凍ザイクル２のザー
ビスバルブ４０１ａ、４０１　ｂに接続し、その後、冷
媒回収部１を運転する。

次に制御構成を説明する。

エア扱き制御用のリリーフ弁１０８は常開リレ２０２を
介して内部交流電源線に接続されており、弁機構１７の
開閉駆動を行なうサーボモータ２０７は制御回路２００
から直接駆動される。また、］ンプレッサ１８を駆動す
るモータ（図示せず）、電磁三方弁６３、ファンモータ
２４．　ａは冷凍サイクル制御用の常開リレー２０１を
介して内部交流電源線に接続されている。内部交流電源
線の一方はメインスイッチ２９を介して一対の交流電源
端子Ａの片方に接続され、内部交流電源線の他方は一対
の交流電源端子Ａの他方に直結されている。

制御回路２００は、後述づる第２図に示す冷媒回収制御
を行なうマイクロコンピュータを内蔵する制御装置であ
る。制御回路２００は、電源５０からの交流を直流に変
換する整流回路を内蔵するとともに、後述する外気温セ
ンサ２０４からのアナログ信号をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器も内蔵している。２０３は１回の冷媒
回収の開始を指示するスタートスイッチ、２０４は外気
温を検出する外気温センサである。２０５．２０６は１
回の冷媒回収の終了を知らせるための終了ランプ、ブザ
ーである。

次に、上述した冷媒回収部１を用いて液回収用冷凍ザイ
クル２から回収タンク１５に冷媒を回収する動作を第２
図のフローチャートを用いて説明する。

まずメインスイッチ２９のオンによる電源５０からの電
源供給をもってスター１へステップ２５０よりその作動
を開始し、ステップ２５１にてブザ２０６をオフ、終了
ランプ２０５をオフする初期設定作動を行う。次に、ス
テップ２５２にてリレー２０’ｌ、２０２をオフさせる
とともに、弁機構１７を閉状態にさせるようにサーボモ
ータ２０７を駆動した後、ステップ２５３にてスタート
スインチ２０３がオンされたかどうかの判定、すなわち
スタートスイッチ２０３がオンされるまでの待機動作を
行う。

その後、冷媒回収を開始するべくスター１−スイッチ２
０３か投入されると、ステップ２５３の判定がＹＥＳに
なり、ステップ２５４に進んで終了ランプ２０５をオフ
させるとともに、リレー２０１をオンさせ、さらに弁機
構１７を開状態にさせるようにサーボモータ２０７を駆
動する。終了ランプ２０５をオフさせるのは１回目の冷
媒回収終了時にオンされる終了ランプ２０５を続けて２
回目の冷媒回収を開始する時にその終了ランプ２０５を
オンからオフに変えるためでおる。また、リレー２０１
のオンにより電源５０から冷凍サイクル４への電源供給
が行われ冷凍サイクル４が運転開始して冷媒凝縮化３は
冷却し始める。その後、ステップ２５５にて冷媒回収開
始からの時間を示ずタイマ（制御回路２００に内蔵され
たタイマで、スタートスイッチ２０３のオンによりタイ
マ作動を開始する）が３分になったかどうかを判定する
。

スター１〜スイツチ２０３の投入後３分が経過すると、
ステップ２５５の判定がＹＥＳになり、ステップ２５６
に進んでリレー２０２をオンする。

従って、リリーフ弁’１０８が開放状態となり、冷媒凝
縮化３内のエアを放出するエア抜き作動を行う。このエ
ア扱き作動は、外気温センサ２０４にて検出した外気温
Ｔａ（’Ｃ）に基づき、ｔ＝ｆ　（Ｔａ）　−４５−２
／３Ｔａにて示されるｔ（秒）間だけ行われる。この経
過時間計測は制御回路２００に内蔵されたタイマＢによ
り行われ、タイマＢはリレー２０２をオンした時点から
の時間を計測する。

その後、ｆ　（Ｔａ）で求められた時間が経過すると、
ステップ２５７の判定がＹＥＳになり、ステップ２５８
に進んでリレー２０２をオフさせる。

従って、リリーフ弁１０Ｂが閉じ、１回目のエア扱き作
動が終了する。なお、このエア扱き作動中も冷媒凝縮色
３の冷却による冷媒回収が行われるが、冷媒凝縮色３内
のエアはその上部にたまっており、冷媒凝縮色３内に吸
収されたガス冷媒は冷媒凝縮色３内の下部に位置してい
るため、リーフ弁１０３の開時には上部に位置している
エアが大気中に放出されることになる。

この１回目のエア扱きの終了後、冷媒回収開始からの時
間が６分経過したか否かをステップ２５９にて判定する
。６分経過によりステップ２５９の判定がＹＥＳになる
と、２回目のエア扱き作動を行うべくステップ２６０に
進んでリリーフ弁２０２をオンする。この２回目のエア
扱き作動もその開始時点からｆ　（Ｔａ＞で示される時
間だけ行われる。このｆ　（Ｔａ）の時間経過後、ステ
ップ２６１の判定がＹＥＳになり、ステップ２６２に進
んでリレー２０２をオフして２回目のｆ　（Ｔａ＞を終
了する。

その後、冷媒回収開始から１０分経過した否かをステッ
プ２６３にて判定し、１０分の時間が経過したことを判
定すると、冷媒回収終了としてステップ２６４に進み、
ブザー２０６及び終了ランプ２０５をオンさせる。そし
て、ステップ２６５にて５秒間待機した後、ステップ２
６６にてブザ２０６をオフさせる。従って、ブザーは５
秒間だけ鳴動する。その後、ステップ２５２に進んでリ
レー２０１．２０２をオフさせるとともに、弁機構１７
を閉状態にするようにザーボモータ２０７を駆動する。

従って、冷凍サイクル４への電源供給が断たれ、冷凍サ
イクル４の運転が終了する。

なお、この状態においても終了ランプ２０５は点灯状態
を接続しており、１回目の冷媒回収が終了したことを知
らせるようにしている。また、制御回路２００において
もステップ２５３にて２回目の冷媒回収開始の待機状態
になっている。

すなわち、この実施例においては、１０分間の冷媒回収
作動を行う（実験等により１０分間で自動車の冷凍サイ
クルの冷媒回収をほとんど行うことができるとの確認に
基づく）とともに、冷媒回収開始後３分、６分経過時点
で外気温Ｔａにて定まる所定時間の間エア扱きを作動を
行う。

次に、第３図により冷媒再生部５を説明する。

冷媒再生部５は、冷媒再生器（本発明でいう遊離水分離
手段）５１と、オイルセパレータ（本発明でいうオイル
分離手段）５２とを備えており、この冷媒回収再生部５
の吸液口５００は回収タンク１５の出口に連結され、冷
媒回収再生部５の排気口６００は冷媒回収部１の吸気口
１４０に連結されている。

この冷媒再生部５の冷媒流通経路は、吸液口５００、電
磁二方弁７１、遊離水分離器５１、水分計８１、オイル
セパレータ５２、電磁三方弁７２、排気口６００からな
る各部を配管で順番に連結して構成されている。そして
、オイルセパレータ５２で分離されたオイルは電磁二方
弁７３、ドレンパイプ８４を介して外部に排出可能とな
っており、ドレンパイプ８４の下方にはオイルタンク８
５が配置されている。

遊離水分離器５１は密閉円筒形状をもつ金属缶からなり
、天板に電磁二方弁７１に連通ずる入口孔が設けられ、
底部に水分計８１に連通ずる出口孔を有する。遊離水分
離器５１の内部には、ゼオライト５３を上下に挟持して
グラスウール５４．５５が収容されている。

水分計８１は、冷媒の水分含有量により変色するモイス
チャインジケータからなり、遊離水分離器５１の直下に
設置されている。

オイルセパレータ５２は、外面を断熱材により被覆され
た密閉円筒形状の金属缶からなり、オイルセパレータ５
２の天板には電磁二方弁７２に連通ずる入口孔が設けら
れている。また、オイルセパレータ５２の底部近傍の外
周面には、水分計８１に連通ずる入口孔とともに、温度
センサ８３が配設されている。更に、オイルセパレータ
５２の底部には、電磁二方弁７３に連通するドレン孔と
ともに、正特性サーミスタを素材とする電熱ヒータであ
るＰＴＣじ一夕８２が設置されている。

なお、冷媒再生部５は第７図に示すように、冷媒回収部
１と別体に構成され、縦長の金属角箱からなるケース５
０に収容されている。そして、このケース５０は冷媒回
収部１を収容する金属角箱からなるケース１０にネジに
より取付りられている。

次に制御構成を説明する。

２丁Ｃヒータ８２は常開リレー３０７を介して内部交流
電源線に接続されでおり、電磁二方弁７１．７２．７３
はそれぞれ常開リレー３０４．３０５．３０６を介して
内部交流電源線に個別に接続されている。内部交流電源
線の一方は電源スィッチ２Ｂを介して一対の交流電源端
子Ｂの片方に接続され、内部交流電源線の他方は一対の
交流電源端子Ｂの他方に直結されている３、 制御回路３００はマイコン内蔵の制御装置であり、給電
される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路（図示せ
ず）と、後述する温度センサ８３からのアナログ信号を
ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを内蔵してい
る。３０３は１回の冷媒再生の開始を指示するスター１
〜スイツチである。

次に、冷媒回収部１及び冷媒再生部５を用いて実施する
冷媒再生を第４及び第５図に示ずフロチャートにより説
明する。

ます、回収した冷媒液を貯溜する回収タンク１５を冷媒
再生部５の吸液管５００を連結し、空の回収タンク１５
−を冷媒回収器３の底部に連結し、冷媒回収部１のヂャ
ージングボース１４と冷媒再生部５の排気孔６００とを
連結する。

次に、メインスイッチ２８．２９を投入し、スタートス
イッチ３０３をオンする。

制御回路３００は、ステップ１００で初期設定した後、
ステップ１０２でスター１〜スイツチ３０３かオンされ
ているかどうかを調べる。スター１〜スイツヂ３０３が
オンされていれば、ステップ１０４で起動信号を送って
冷媒回収部１を作動させ、ステップ１０６でリレー３０
７をオンしてＰＴＣヒータ８２に通電し、ステップ１０
８でリレー３Ｏ４，３０５をオンして電磁二方弁７１．
７２を聞く。

電磁二方弁７１．７２を開（プば、回収タンク１５から
冷媒液が遊離水分離器５１に流下する。なお、流量は、
電磁三方弁７１の開口部を絞り部として所定レベルにコ
ントロールされる。遊離水分離器５１内で冷媒液中の遊
離水分は親水性の表面特性を有するグラスウールに吸着
され、そして、冷媒液中の非遊離水分はゼオライ１〜で
除去される。

遊離水分離器５１で水分を除去された冷媒液は水分計８
１を介してオイルセパレータ５２に流入する。通電され
るＰＴＣヒータ８２は冷媒液を加熱し、加熱されで蒸発
した冷媒ガスは冷媒凝縮管３内に流入する。冷媒凝縮管
３で冷媒ガスは凝縮し、冷媒液は回収タンク５１″に回
収される。

一方、オイルセパレータ５２中の冷媒液に混入するオイ
ルは、気化せずオイルセパレータ５２の底部に残留する
。

次に、ステップ１１２で、オイルセパレータ５２の温度
Ｔが設定温以下ｅ（例えば５０’Ｃ）を超えたかどうか
を調べ、超えていなければステップ１０２にリターンし
、超えていればオイルセパシタ５２中の冷媒成分は全て
蒸発したものとしてステップ１１４に進む。すなわち、
オイルセパシタ５２内に冷媒液が残存する時オイルセパ
レタ５２の温度Ｔが所定温以下ｅを超えることがないこ
とを利用して冷媒蒸発完了を簡単に検出している。

ステップ１１４で冷媒回収部１に停止信号を送って冷媒
回収部１の作動を終了させ、ステップ１１６でリレー３
０４．３０５をオフして電磁三方弁７１．７２を遮断し
、ステップ１２０でリレ３０６をオンして電磁二方弁７
３を聞いてオイルセパレータ５２のオイルをオイルタン
ク８５に回収し、ステップ１２２．１２４で一定時間の
経過を侍ってオイル回収を完了し、その後、ステップ１
２６でリレー３０６をオフして電磁二方弁７３を遮断し
、このルーチンを終了する。

次に、ヒータ制御サシルーチンを説明する。

このザブルーチンは例えば１０ｓｅｃといった定期間隔
で割込み実行される。まず、ステップ３００で温度セン
サ８３からの信号によりオイルセパレータ５２の温度Ｔ
を検出し、ステップ３０２で検出した温度Ｔがしきい値
温以下１（例えば４４度）を超えるかどうかを調べ、超
えていればリレー３０７をオフしてＰＴＣヒータ８２へ
の通電を停止しくステップ３０６）　、超えていなけれ
ばリレー３０７をオンしてＰ下Ｃヒータ８２への通電を
開始する（ステップ３０４）。

なお、定期的に水分計８１を調べ、その変色状態から冷
媒湿度が高いことが確認されれば、グラスウール５４．
５５及びゼオライト５３の交換を行う。

（変形態様） 変形態様を第６図に示す。

第６図に示すように、遊離水分離器５１ａの底部から冷
媒液を入れることにより冷媒液をゼオライト５３ａ全体
に均一に分布させることができる。

すなわち、上述した冷媒液を流下する場合にはぜオライ
ド５３の間の流れ易い特定の間隙通路を通って冷媒液が
通過してしまい充分にゼオライト５３と接触しない問題
がある。この態様によれば、この問題は解消される。

更にこの態様では、遊離水分離器５１ａｌ下部に下部流
出管５１０が接続されている。更に、下部流出管５１０
の流体抵抗は上部流出管５１１の流体抵抗よりも相当大
きく設定しておく。このようにすれば、通常時には大部
分の冷媒液が上部流出管５１１より冷媒凝縮色３に流出
し、流入管から液の供給が終了すると、下部流出管５１
０から少しずつ冷媒凝縮色３に流出し、それにより遊離
水分離器５１ａ内部に冷媒液が残留することがない。

（実施例効果） 以上説明したように本実施例の冷媒回収装置では、冷媒
再生部５が遊離水分離器５１から出た冷媒液を常圧以下
で等圧加熱し、冷媒液中の冷媒ガス成分を蒸発させて冷
媒液中のオイル成分を分離するオイルセパレータ５２を
備え、かつ、冷媒回収部１がオイルセパレータ５２から
出た冷媒ガスを常圧以下で等圧冷却し、凝縮した冷媒液
を回収している。

このようにすれば、冷媒回収部１を用いて冷媒をオイル
混入のまま回収することもでき、また更に冷媒回収部１
と冷媒再生部５とを用いて回収冷媒液からオイルを分離
して冷媒再生することもできる。このオイル混入のまま
の回収は、車両修理時に好適である。例えば、修理時は
作業後または同一車両に冷媒を再充填するため、回収し
たオイル混入冷媒をそのまま再利用すれば、作業能率が
向上する。

一方、廃車時には車両間で適合オイルの種類が異なるる
ので異種オイルの混合等の問題が生じ、再生（回収冷媒
からのオイル除去と水分除去）が不可欠である。したが
って、修理時と廃車時両方とを実施可能なは実施例の冷
媒回収装置は用途に応じてオイル含有状態あるいはオイ
ル分離状態のどちらの形態でも冷媒を回収することがで
きるという優れた効果を奏することができる。

同時に、冷媒の低圧回収を行うので、効率のよい遊離水
分回収が可能となり、回収作業時間を短縮することもで
きる。

なお、遊離水分離器５１に収納されたグラスウルに代え
てフェルト等の表面が親水特性をもつ多孔性材料を用い
て遊離水を捕集してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷媒回収部１の構成を示す構成図、第２図は冷
媒回収部１による冷媒回収動作を示すフローチャート、
第３図は冷媒再生部５の構成を示す構成図、第４図は冷
媒再生部５及び冷媒回収部１による冷媒再生動作を示ず
フローチャート、第５図は冷媒再生部５のＰ丁Ｃヒータ
制御動作を示すフローチャート、第６図は遊離水分離器
５１の変形態様を示す模式断面図である。第７図及び第
８図は本実施例の冷媒再生部５及び冷媒回収部１の斜視
図である。 １・・・冷媒回収部 ２・・・被回収用冷凍サイクル、 ５・・・冷媒再生部 ５１・・・遊離水回収器（遊離水回収手段）５２・・・
オイルセパレータ（オイル回収手段）第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被回収装置から導入される冷媒ガスを常圧以下で
   低温で冷却して前記冷媒ガスに混入する水分を遊離する
   とともに、凝縮した冷媒液を回収容器に回収する冷媒回
   収部と、 前記回収容器から供給される前記冷媒液中の遊離水を分
   離する遊離水分離手段を有する冷媒再生器と、 を具備することを特徴とする冷媒回収装置。
2. （２）前記冷媒再生部は前記遊離水分離手段から出た冷
   媒液を加熱し、前記冷媒液中の冷媒ガス成分を蒸発させ
   て前記冷媒液中のオイル成分を分離するオイル分離手段
   を備え、かつ、前記冷媒回収部は前記オイル分離手段か
   ら出た冷媒ガスを低温で冷却し、凝縮した冷媒液を回収
   するものである請求項１記載の冷媒回収装置。