JPH07251069A

JPH07251069A - 冷媒吸着剤の再生方法、および同再生装置

Info

Publication number: JPH07251069A
Application number: JP6041355A
Authority: JP
Inventors: Keiji Tachibana; 慶二立花; Susumu Ishii; 進石井; Akira Kabeta; 昭壁田; Takeshi Otomo; 毅大友; Masashi Tokunaga; 政司徳永
Original assignee: Hitachi Building Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】フロン公害を完全に防止し得るシステムを開
発するために必要な、吸着タンク内の冷媒吸着剤が吸着
している冷媒を脱離させて該冷媒吸着剤を再生する方
法、および同装置を改良して、脱離反応を促進して作業
能率を向上せしめる。【構成】吸着タンク３４を炉体６５内に装入して加熱
するとともに、真空ポンプ６７によって真空引きする。
そして真空破壊弁８１を開いて空気（もしくはその他の
非冷媒ガス）を吸着タンク３４内に導入した後、再び真
空破壊弁８１を閉じるとともに真空ポンプ６７を作動さ
せて真空引きする。このように、空気を吸着タンク内に
出入させ、これに随伴せしめて冷媒ガスを脱離，排出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍機用の抽気装置か
ら放出される非凝縮性ガスに随伴して大気中に放散せし
められる冷媒ガス、又は冷凍機用の冷媒回収装置から放
出される非凝縮性ガスに随伴して大気中に放散せしめら
れる冷媒ガスを、冷媒吸着剤によって吸着除去した場
合、冷媒ガスを吸着・飽和して吸着性能を喪失した冷媒
吸着剤や、冷媒ガスを吸着して吸着余力の減少した冷媒
吸着剤から冷媒ガスを脱離せしめて、冷媒吸着剤の吸着
性能を回復せしめる再生技術に関するものであって、特
に、冷媒吸着剤を収納した可搬形タンク（吸着タンクと
名付ける）を短時間でほぼ完全に再生せしめ得る方法、
および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フロン公害を防止するため、代替フロン
に関する研究が進められる一方、既設の機器のメンティ
ナンス技術を改良してフロンを大気中に放散させないよ
うにする工夫も進められている。

【０００３】例えばビルの空調などに用いられている冷
凍機は一般に、常温近くに沸点を有する冷媒物質（例え
ばフロン・Ｒ１１）を封入密閉して、蒸発→圧縮→凝縮
→減圧→（蒸発）の冷凍サイクルを行わせる。この冷凍
機を点検，整備するために分解（部分分解を含む）する
と冷媒が大気中に放散されるので、これを防止するため
予め冷凍機の冷凍系から冷媒を抜き取って冷媒タンク内
に回収，一時保管しておき、点検，整備を終えた後、冷
媒タンク内の冷媒を冷凍機内に戻す操作（冷媒の回収と
いう）が行われている。冷凍機内には、冷媒ガスや冷媒
液と共に、漏入した空気などの非凝縮性ガスや水蒸気が
混在しているのが一般的である。冷媒液は比較的容易に
冷媒タンクなどの容器に回収することができ、冷媒ガス
の回収に先立って冷媒液の抜き取りが行われるが、この
冷媒液抜取作業は一般に広く行われているので説明を省
略する。冷媒ガスは液化して回収し、非凝縮性ガスや水
蒸気は冷媒から分離する必要が有る。図４は従来例の冷
媒ガスの回収装置を示す系統図である。冷凍機１は凝縮
器１ａと蒸発器１ｂと圧縮機１ｃとによって冷凍系を構
成し、冷媒（例えばフロン・Ｒ１１）を封入，密閉して
いる。上記の冷凍系から冷媒タンク５に冷媒ガスを回収
するため、冷凍機１内の冷媒ガスを圧縮機２によって吸
入，圧送し、凝縮器３で冷却して液化させる。前記の冷
媒ガスの中には空気などの非凝縮性ガスが混入してお
り、さらに該空気は多少の水蒸気を含んでいる。そこ
で、前記の凝縮器３で液化した冷媒等を気液分離器４に
導いて冷媒液のみをフロート弁４ａから冷媒タンク５に
回収し、凝縮しないガス成分は放出弁４ｂから大気中に
放出する。このガス成分中には、凝縮しなかった冷媒ガ
スが含まれている。Ｗは液化した水分の溜まり具合を観
察するための覗き窓、ｖは排水用の弁である。

【０００４】往時（例えば昭和３０年代の高度経済成長
以前）においては冷媒が高価であったため、これを放散
させることなく回収しようというのが経済・技術の思潮
であった。このため、図４に示した従来例のようにして
冷媒の回収が図られたのであるが、この考え方に立つ限
りにおいては、回収する冷媒よりも高い費用を費してま
で徹底回収するという努力は為されなかった。昭和４０
年代に入って各種の公害が社会問題化し、さらに昭和６
０年代になると、フロンなどの冷媒や溶剤によるオゾン
層破壊という地球規模の環境問題が国際的に論じられる
ようになり、回収フロンの金銭的価値以上の費用をかけ
てでも極限までフロンを回収し、フロンを大気中に放散
してはならないという時代になった。こうした観点から
図４の従来技術を見ると、圧縮機２によって冷凍機１内
の冷媒ガスを精一杯排出しても、機内ガス圧は一般的に
は−６５０mmＨｇ程度にしか下がらない。この−６５０
mmＨｇの冷媒ガスは分解整備に際して大気中に放散され
てしまう。この機内残留ガス圧を−７５０〜約７６０mm
Ｈｇまで下げるため、図５に示すように真空ポンプ１９
を用いる技術も公知である。しかしながら、図５の従来
例では機内残留ガス圧を−７６０mmＨｇ近くまで下げ得
る代りに、該真空ポンプ１９の吐出圧が低いので、前記
気液分離器４内上部空間の非凝縮性ガス圧力が０．３Kg
ｆ／cm²ｇ程度までしか上がらない。この非凝縮性ガス
の中には、凝縮器３内の凝縮温度に相当する分圧の未凝
縮冷媒ガスが混在しており、その冷媒ガス濃度は気液分
離器４内の圧力に反比例し、圧力が低いと冷媒ガスの分
圧が相対的に高くなり、未凝縮冷媒ガス濃度が高くな
る。従って、放出弁４ｂから大気中に放出される非凝縮
性ガスに随伴して高濃度の未凝縮冷媒ガスが放散され
る。図４および図５について説明した従来例の不具合を
解消するため、図６に示すように真空ポンプ９の下流側
に圧縮機２を直列に介挿接続する構成が有効である。こ
の構成は本発明者らが創作して本出願人によって別途出
願中（特願平４−１５６９１２号）の未公知の先願に係
る発明である。上記先願の発明によれば、冷凍機１内の
残留冷媒ガス圧を理想的に低くし、（約−７６０mmＨ
ｇ）、しかも、気液分離器４内の非凝縮性ガス圧力を高
く（例えば５Kgｆ／cm²ｇ）することができ、従って、
冷凍機内に残留して大気中に放散される冷媒の量と、放
出弁から非凝縮性ガスに随伴して放散される冷媒の量と
の合計量を、実用上零と見なし得る程度に減少せしめる
ことができる。

【０００５】以上に図４〜図６を参照して説明したの
は、冷凍機における冷媒の回収に関する先行技術であっ
て、その技術的なポイントは、冷凍機内に封入されてい
る冷媒を大気中に放散させることなく、冷媒ガス中に漏
入した非凝縮性ガスを大気中に排出することであった。

【０００６】一方、冷凍機のメンティナンスに関して、
前述の回収と並んで重要な抽気という操作が有る。この
抽気について次に述べると、冷凍機に封入された冷媒
が、前述のごとく蒸発→圧縮→凝縮→減圧→（蒸発）の
冷凍サイクルを繰り返す途中で、大気圧に比して負圧に
なる状態を経過する。このため、冷媒ガス中に非凝縮性
ガス（空気など）が混入する虞れが有る。冷媒ガス中に
非凝縮性ガスが混入すると、冷凍機の能力や効率を低下
させたり、冷凍機内の発錆を誘発したりするので、混入
した非凝縮性ガスを分離して大気中に放出する操作（抽
気）が必要となる。この抽気操作における技術的ポイン
トも、大気中に放出する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如何にして減少させる
か、ということである。このように、抽気操作と回収操
作とは技術的に共通する部分が少なくない。図４に示し
た従来例の回収装置において、気液分離器４の底部に溜
まった冷媒液を冷媒タンク５に注入する代りに、該冷媒
液を冷凍機１の蒸発器１ｂに還流せしめるように配管を
改造すると図７のごとくになる。図７において、冷凍機
１内に漏入した非凝縮性ガスは冷媒ガスよりも軽いの
で、凝縮器１ａ内に集まり、冷媒ガスと混合して混合ガ
スとなる。この混合ガスを圧縮機２で吸入，圧送し、凝
縮器３で冷却して気液分離器４に導く。このとき、該気
液分離器４内に流入する流体は、主として冷媒ガスと非
凝縮性ガスと冷媒液との気液混合流であり、これに若干
の水蒸気および微細な水滴などが含まれている。この気
液混合流は気液分離器４で分離され、冷媒液はフロート
弁４ａを経て冷凍機１の蒸発器１ｂに還流せしめられ
る。水分は排水弁ｖから排出され、非凝縮ガスおよび未
凝縮の冷媒ガスは放出弁４ｂから大気中に放出される。

【０００７】図６に示した回収装置および図７に示した
抽気装置において、気液分離器４の上部空間に溜まった
非凝縮性ガスを放出弁４ｂから大気中に放出する場合、
若干の冷媒ガスが随伴して一緒に放出される。その随伴
冷媒ガスの含有率を低下せしめるには、該気液分離器４
内の混合ガス（非凝縮性ガスと冷媒ガスが主成分）を強
冷することが有効である。図８は、図６に示した回収装
置における気液分離器内の混合ガスを強冷するように改
良した１例であって、先願の発明（特願平４−１５６９
１２号）に提案された未公知の先行技術に係る回収装置
の系統図である。この構成を概要的に述べれば、図６の
従来例における気液分離器４に小形冷凍機２２を併設し
たものである。本発明において小形冷凍機とは、冷媒回
収操作の対象である冷凍機１よりも小形，小容量の冷凍
機をいう。本例の気液分離器４′は、その内部に冷却管
４ｃを設けてある。一方、小形冷凍機２２は圧縮機２２
ａ，凝縮器２２ｂおよび膨張弁２２ｃを備えていて、冷
却流体２２ｄを前記の冷却管４ｃに供給して循環させ
る。本例によれば気液分離器４′内で冷媒ガスが強冷さ
れてその蒸気圧が低くなるので、放出弁４ｃから放出さ
れる非凝縮性ガスに随伴する冷媒ガス濃度がいっそう低
くなる。上述のごとく冷媒ガスが強冷されるので、この
冷却温度が水の氷結点以下である場合は、上記冷媒ガス
に水蒸気が含まれていると気液分離器４′内に霜を生
じ、また氷結して弁類の作動を阻害する虞れ無しとしな
い。このため、仮想線で示したように気液分離器４′の
流入側にドライヤ２３を設けて水蒸気を除去することが
望ましい。図８の従来例から容易に理解できるように、
気液分離器４′内の冷却管４ｃ内を循環して冷媒ガスを
強冷する冷却流体は、小形冷凍機２２の併設によらず、
他の冷却装置から供給される冷水，冷媒等の低温流体を
利用することも可能である。

【０００８】図９および図１０は、小形冷凍機２２を併
設して冷媒ガスを強冷するように構成された未公知の先
願（特願平４−１８１０３５号）に係る抽気装置の１例
を示し、模式的な系統図である。本図１０に示した気液
分離器４は冷却ジャケット８を備えており、冷凍機１の
凝縮器１ａからオリフィス２１を介して低温の冷媒を供
給されて該気液分離器４内の混合ガス（冷媒ガス＋非凝
縮性ガス）が冷却され、効率良く非凝縮性ガスと冷媒液
との分離が行なわれる。しかし、この気液分離器４内に
溜まったガスをそのまま大気中に放出せしめることな
く、電磁弁１４，１５を操作して精溜器９に導入し、小
形冷凍機２２から供給される低温流体を冷却管９ａに循
環流通させて強冷する。精溜器９内に導入された混合ガ
スが強冷されると、冷媒ガスの分圧が顕著に低下し、飽
和を越えた冷媒ガスは凝縮し、冷凍機１の蒸発器１ｂに
還流せしめられる。上記精溜器９内の上部空間に溜まっ
たガス（ほとんど純粋の非凝縮性ガス）の圧力は圧力セ
ンサ９ｂによって検出し、所定値に達すると放出ユニッ
ト９ｃから大気中に放出される。

【０００９】上記精溜器９内に導入される混合ガス中に
多量の水蒸気が含まれていると、冷却管９ａに結霜して
熱伝導を妨げたりするので、ドライヤ２３を設けて除湿
されるようになっている。

【００１０】以上に述べたごとく、フロン公害を防止す
るため、抽気操作および回収操作に際して大気中に放出
する非凝縮性ガスに冷媒ガスを随伴させない工夫が為さ
れてきた。本出願人による前記未公知の発明を含めて、
「温度，圧力の制御による冷媒の相変化」を利用した冷
媒ガス放散防止は、極限的に追及されて効果を挙げた。
しかし乍ら、社会的要請は更にいっそうの改善を求めて
いる。これに応えるためには、前述した各種の先行技術
（温度，圧力制御）に加えて、化学的ないし分子化学的
な方法の併用を考究する必要が有る。例えば、フロンを
大量に使用して洗浄を行なう工場においては、フロンの
吸着剤を収納した複数の吸着塔を設置し、その一部分を
使用して排出ガス中のフロンを吸着，除去し、フロンを
吸着，飽和して吸着性能が衰えた吸着塔は使用を中止し
て脱離操作が加えられて再生される（前記の脱離とは、
吸着の反対語であって、脱着もしくは離脱とも呼ばれ
る。本発明においては、機械的な着脱と紛らわしくない
ように脱離と呼ぶことにする）。従来主としてフロン洗
浄設備の排気に適用されていた吸着法を、冷凍機の抽気
装置や回収装置に応用しようというアイデアも提案され
ているが、冷房用の冷凍機は一般に狭隘な空間に設置さ
れているので、大形の吸着，脱離設備を付加設置するこ
とは実用性に問題が有るので普及しない。現在、本邦に
おける殆ど全部のビルには冷房用の冷凍機が設置されて
いるが、経済価値の高い階層は収益性の高い用途（事務
室，売場，生産設備，住居など）に振り当てられ、冷凍
機は地下もしくは屋上の狭い空間に配置されている。し
かも、冷凍機の仕様と機械室容積とは、ビルの建築工事
の設計段階で決定されており、フロン公害防止の世論が
高まったからと言って、大形の吸着，脱離装置を追加設
置することは現実に受け入れられない。また、今後建築
されるビルについても、直接的な収益性を有しない吸
着，脱離設備に大きいスペースを割くことは種々の困難
や抵抗が有る。また、冷凍機が設置されているビルの機
械室ごとに大形の吸着・脱離装置を設置することは社会
的にみて不経済である。本発明者らは、既設の冷凍機室
内に設置し得る程度の小形吸着・脱離装置の開発につい
ても試作，実用試験を重ねたが、次に述べるような不具
合があって、理論的には成功しながら実用普及が進まな
かった。すなわち、イ．吸着装置が小形であると、比較的早期に吸着剤が吸
着飽和してしまって吸着性能を喪失する。一方、抽気装
置の作動インターバルは諸種の条件によって変化する
が、比較的短周期で間欠的に作動する場合も少なくな
い。このため、冷媒を吸着した吸着剤を脱離していて未
だ脱離が完了しないうちに、次のサイクルの抽気作動が
始まってしまう。こういう事を繰返していると、常に飽
和に近い状態の吸着剤の中を通過した排ガスが大気中に
放散され、冷媒ガスの随伴を防止できない。ロ．冷媒を吸着して飽和した吸着剤から冷媒を脱離させ
る操作は高度の技術を要し、これを自動機器で行なわせ
るにしても厳重に管理しなければならない。脱離の圧
力，温度条件が適正でないと脱離が進行しなかったり、
脱離させた冷媒が分解してしまって回収再利用が出来な
くなったりするからである。

【００１１】前記イ，ロに示した不具合を解消して、フ
ロン公害の完全な防止を図るための新規な方法として、
ターボ冷凍機用抽気装置（もしくは冷媒回収装置）のガ
ス放出口に対して着脱自在に接続され、冷媒吸着剤を収
納した多数の吸着タンクを用い、上記多数の吸着タンク
のうち、収納している冷媒吸着剤が吸着能力を有してい
る吸着タンクを、多数のターボ冷凍機のそれぞれに配給
して抽気装置（もしくは冷媒回収装置）に接続し、上記
抽気装置（もしくは冷媒回収装置）から放出されるガス
を、吸着タンク内の冷媒吸着剤に流通せしめて、該放出
ガス中に含まれている冷媒ガスを吸着除去し、収納して
いる冷媒吸着剤が冷媒を吸着して飽和した吸着タンクを
抽気装置（もしくは冷媒回収装置）から取り外して、吸
着タンク再生工場に搬入し、上記吸着タンクを、再生工
場の脱離炉に入れて加熱するとともに真空吸引し、冷媒
吸着剤から冷媒を脱離せしめて吸着タンクを再生し、再
生した吸着タンクを冷凍機サイトに返送して再使用に供
し、上記の操作をエンドレスに循環せしめて遂行するこ
とが考えられる。上記の新規な方法は本発明者らが創作
したもの（以下、未公知の先行技術という）である。

【００１２】上記の方法によると、多数の吸着タンクの
うち、吸着性能を有しているもの（再生された新たな吸
着タンク）を、冷凍機の抽気装置（もしくは冷媒回収装
置）に接続しておくと、非凝縮性ガスと冷媒ガスとの混
合ガスである放出ガスが上記吸着タンク内を通過し、収
納されている冷媒吸着剤によって混合ガス中の冷媒ガス
が選択的に吸着，除去される。収納されている冷媒吸着
剤が冷媒を吸着して飽和すると、新たな吸着タンクと容
易に交換できるので、抽気装置（冷媒回収装置）の放出
ガスは常に吸着機能を有する吸着タンクによって処理さ
れる。このため、排ガス中の冷媒ガスは実用上零と見做
し得る程度に完全除去される。

【００１３】そして、冷凍機の抽気装置（冷媒回収装
置）に対して装着しなければならない部材は、可搬形の
吸着タンク１個のみであるから、総べての既設冷凍機に
適用することができ、好ましくは使用済み吸着タンクと
未使用吸着タンクとを保管しておくためのスペースが冷
凍機の近傍に有れば良い。従って、適用スペース不足を
理由として普及を妨げられる虞れが無い。冷媒を吸着し
て飽和した冷媒吸着剤は、吸着タンク内に収納されたま
まの状態で取り外され、吸着タンク再生工場の脱離炉に
装入され、真空ポンプで真空引きなどして脱離され、脱
離した冷媒は液化装置で液化される。この操作は再生工
場において専門技術者による管理の下で、経済的に行な
うことができる。図１１は、未公知の先行技術に係るフ
ロン公害防止システムの概要を示す模式的な系統図であ
る。冷凍機１に抽気装置３１が付設されていて、該抽気
装置３１の放出ガス（主として非凝縮性ガスであるが微
量の冷媒ガスを含んでいる）を、大気中に放出すること
なく、圧力調整弁３２で減圧して吸着タンク３４に導か
れる（矢印ａ）。上記吸着タンク３４の中には冷媒ガス
の吸着剤（図示せず）が充填されており、導かれたガス
は上記吸着剤の中を流通して冷媒成分を吸着除去され、
矢印ｂのごとく大気中に放散せしめられる。吸着タンク
３４に充填されている吸着剤が冷媒ガスを吸着して飽和
すると、再生工場に搬入され（矢印ｃ）、脱離炉３８に
装入されて加熱されるとともに真空吸引手段３９により
真空引きされる。これにより、冷媒吸着剤に吸着されて
いた冷媒が脱離され、冷媒吸着剤は吸着機能を回復す
る。冷媒吸着剤が吸着機能を回復して再生された吸着タ
ンクは、冷凍機サイトへ返送（矢印ｄ）される。また、
脱離したガス状の冷媒は液化装置４１によって液化され
て回収タンク４２に貯えられ、再使用に供される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図１１について説明し
た未公知の先行技術に係るフロン公害完全防止システム
をして実用価値有らしめるためには、使い易くて、簡単
で安価な構成で、随伴冷媒ガスの吸着除去機能を有し、
繰返し使用に耐える、ポータブルな吸着タンクを必要と
し、かつ、上記の冷媒吸着剤を収納した可搬形のタンク
（吸着タンク）が使用されて、内部の冷媒吸着剤が冷媒
ガスを吸着して吸着能力を喪失し、もしくは吸着余力が
減少したとき、これを専門工場に集めて高能率で、経済
的に再生せしめ得る、品質管理が容易な技術を必要とす
る。上述した必要に応えて冷媒吸着剤を経済的に再生せ
しめるためには、冷凍機用の抽気装置（もしくは冷媒回
収装置）の放出口に対して着脱される流入口と、大気に
対して連通される流出口とを備えた可搬形タンクの中に
収納されている冷媒吸着剤が冷媒ガスを吸着したとき、
吸着している冷媒ガスを脱離させて冷媒吸着剤の吸着性
能を回復させる方法において、前記の流入口および流出
口の少なくとも片方に真空ポンプを接続して、上記可搬
形タンク内を負圧に保ち、冷媒吸着剤に吸着されている
冷媒ガスを脱離させることが有効である。上記の技術は
本発明者らが創作して別途出願中の未公知の発明（特願
平５−２８９３４４号・以下、先願の発明に係る再生技
術という）である。先願の発明によると、可搬形タンク
（吸着タンク）内に収納されている冷媒吸着剤が冷媒ガ
スを吸着・飽和して吸着能力を喪失した場合や、冷媒ガ
スを吸着して吸着余力が減少した場合、該可搬形タンク
内から冷媒吸着剤を取り出す必要なく、個々の可搬形タ
ンクに配管を接続して真空引きすることにより、該冷媒
吸着剤から冷媒を脱離せしめることができるので取扱い
が容易であり、しかも、脱離せしめた冷媒ガスを大気中
に放散せしめる虞れ無く捕捉・回収して再使用に供する
ことができるので、フロン公害防止に有効である。

【００１５】次に、図１２ないし図１４を順次に参照し
つつ先願の発明の実施例を説明する。図１２は、先願の
発明に係る再生技術において取扱いの対象とする、冷媒
吸着剤を収納した可搬形タンク（吸着タンク）、すなわ
ち、未公知の先行技術に係るフロン公害防止システム
（図１１）に用いられる多数の吸着タンクの内の１個を
示す断面図である。図１２に示した４１はタンク本体で
ある。その形状，寸法は特に限定されないが、ハンドル
５３とハンドル兼脚５４とを両手で持って運べるように
構成する。

【００１６】後述するごとく、このタンク本体内にはガ
スが流通せしめられるが、流出口が大気に連通している
に近い構造であって、大きい内圧が掛からないから大き
い肉厚寸法を必要とせず、軽量に構成するについて別段
の困難は無い。上記タンク本体４１の内部空間は、ネッ
ト４２ａ，４２ｂによって、入口側室Ｆと、出口側室Ｄ
と、中央室Ｅとに仕切られ、該中央室Ｅ内に冷媒吸着剤
４５が収納されている。本実施例においては上記の冷媒
吸着剤として粒状の活性炭が用いられている。本実施例
におけるネット４２ａ，４２ｂは、前記粒状の活性炭を
通過させないメッシュの金網より成り、パンチングプレ
ートを重ね合わせて補強されている。本発明を実施する
際、上記のネットの構造は格別に限定されること無く、
要するに通気性を有する板状部材、ないしは、機構学的
にこれと等価な構造であれば良い。

【００１７】前記の出口側室Ｄを貫通して中央室Ｅに連
通する活性炭封入口４３が設けられていて、蓋を装着し
て密閉されている。そして、前記の入口側室Ｆを貫通し
て中央室Ｅに連通する活性炭取出口４４が設けられてい
て、蓋を装着して密閉されている。活性炭が冷媒ガス
（例えばフロン・Ｒ１１）を吸着した場合、加熱・減圧
によって吸着ガスを脱離させて繰返し使用し得るが、次
第に性能が劣化する。前記のような活性炭封入口４３，
活性炭取出口４４を設けておくと、活性炭の吸着性能が
劣化したときの交換が容易である。上述の構造機能から
容易に推察し得るごとく、本発明を実施する場合、必ず
しも封入口と取出口とを別個に設けなくても、封入口兼
取出口を設けることもできる。活性炭が冷媒ガスを吸着
・脱離する現象は可逆的であって、吸着作用の際は発熱
し、脱離作用の際は吸熱する。上記発，吸熱の伝熱を円
滑ならしめるため本例は図１２に示したように、冷媒吸
着剤（粒状活性炭）に接触せしめて放熱板４７が設けら
れている。本実施例の放熱板４７はタンク本体４１に対
して熱的に接続され、該タンク本体４１を介して大気に
接触している。図示を省略するが、放熱板を直接的に大
気に接触せしめても良い。また、図１２に仮想線で示し
たように、冷媒吸着剤４５に接触せしめて放熱管５５を
配設するとともに、該放熱管の内腔を大気に連通せしめ
ても良い。活性炭が冷媒ガスを吸着するときに吸着潜熱
を発生するため、該活性炭が冷媒ガスを脱離するときは
吸着潜熱を吸収する。従って、冷媒ガス（例えばフロン
・Ｒ１１）を吸着，飽和した活性炭を加熱，減圧して冷
媒ガスを脱離せしめて吸着機能を回復させる（吸着タン
クを再生させる）際は吸着潜熱を与えなければならな
い。この吸着機能回復操作の際、前記の放熱板４７もし
くは放熱管５５は、活性炭に熱を与えて昇温させるとと
もに吸着潜熱を与える作用を果たす。こうした作用に着
目すると、これらの放熱板４７および放熱管５５は伝熱
板，伝熱管である。前記タンク本体４１に、入口側室Ｆ
に連通せしめて混合ガスの流入口が設けられており、こ
の流入口に急速継手・甲４０ａが接続固定されている。
上記の急速継手・甲４０ａは、図示の急速継手・乙４０
ｂとペアになって、逆流防止機構付きの急速継手４０を
構成している。

【００１８】図１２に示した４８は、タンク本体内の冷
媒吸着剤が吸着性能を保持しているか喪失したかを検知
する吸着センサであって、管状の中空部材に冷媒吸着剤
（本実施例においては活性炭）を収納している。該管状
の中空部材の一方の端はタンク本体４１の出口側室Ｄに
連通固着され、他方の端には逆止弁４９が取付けられて
いる。上記逆止弁４９の方向性は、大気中への流出を許
容し、大気の流入を阻止する方向になっている。これに
より、大気中の水蒸気が流入して活性炭の吸着力を弱め
る虞れが無い。

【００１９】タンク本体４１内に導かれた混合ガスは、
タンク本体内の冷媒吸着剤（活性炭）に接触しつつ流通
し、冷媒ガスが吸着除去されて非凝縮性ガスのみが吸着
センサ４８を流通し、逆止弁４９を経て大気中に放出さ
れる。上記のごとく、冷媒ガスはタンク本体の中に装填
されている冷媒吸着剤（活性炭）４５によって吸着さ
れ、発生した吸着熱は放熱板４７によって放散せしめら
れる。吸着センサ４８内に収納されている冷媒吸着剤
（活性炭）は流通するガスが非凝縮性ガスのみである間
は吸着作用を行なわないので吸着熱を発生することが無
い。こうした状態で、吸着センサに収納されている冷媒
吸着剤が吸着作用を行なわず、従って吸着熱を発生しな
いということは、吸着センサの中で吸着作用が行なわれ
ていないこと、すなわち、タンク本体内の冷媒吸着剤に
よって冷媒ガスの吸着除去が行なわれていることを意味
している。

【００２０】タンク本体内の冷媒吸着剤４５が冷媒ガス
を吸着して飽和すると、冷媒ガスの吸着性能を失う。こ
うした状態になると混合ガス中の冷媒ガスがタンク本体
内を素通りして吸着センサに流入し、該吸着センサ４８
内の冷媒吸着剤（活性炭）によって吸着除去されるよう
になる。この状態においては吸着センサ４８内の冷媒吸
着剤が吸着熱を発生する。この作用を外部から観察する
と、吸着センサ４８が発熱し始めるということは、タン
ク本体内の冷媒吸着剤４５が吸着性能を喪失したことを
表していることになる。このようにして吸着センサ４８
は、発熱することによって吸着タンクが交換時機に達し
たことを表示するが、もう一つの重要な効果として、吸
着タンク内の冷媒吸着剤４５が吸着飽和して冷媒ガスを
素通りさせるようになっても、なお暫くの間は吸着セン
サによって冷媒ガスを吸着捕捉し、該冷媒ガスが大気中
に放散されることを阻止し、フロン公害の完全防止をサ
ポートする。

【００２１】吸着センサ４８内の冷媒吸着剤が発熱を開
始したことは、該吸着センサ４８を構成している管状の
中空部材の昇温を検知して把握することが出来る。本実
施例では上記管状の中空部材を保温材５０で包み、吸着
センサ４８の周囲に保温層を構成して上記管状の中空部
材の昇温を助長し、検出の鋭敏性を向上せしめている。

【００２２】上記管状の中空部材の昇温を検知するに
は、公知の技術を任意に適用することができ、温度変化
に伴って電気抵抗を変えるサーミスタなども使用し得
る。本実施例においては、温度変化に伴って色調が変わ
る薬剤（例えばサーモラベル，サーモペイント等）を利
用した。この実施例によれば、一見して吸着性能の保持
状態を判定することができるので便利である。

【００２３】図１２に示した保温剤５０には覗き窓（開
口ないし透孔）５２を設けてあり、吸着センサ４８の一
部分が外観に現われるようにし、この部分にサーモラベ
ル５２を貼着した。サーモラベルには、可逆的な色調変
化を生じるものと、不可逆的な色調変化を生じるものと
が有り、それぞれ一長一短が有る。可逆的な色調変化を
呈するサーモラベルは、昇温に伴って一旦変色しても、
温度が低下して室温に戻ると原色調に復元するので繰り
返し使用することができ、経済的であるが、不可逆的な
色調変化を呈するサーモラベルを用いた方が安全性が高
い（点検の時機を失しても、色調が変化したままになっ
ているので見逃さない）。

【００２４】上述のようにして吸着タンク内の冷媒吸着
剤が交換時機に達し、若しくは交換時機を経過したもの
と判定されたならば急速継手４０を切り離し、吸着性能
を喪失した吸着タンクを取り外し、予め準備してあった
吸着タンクと交換する。上記の脱着交換に際し、急速継
手４０が設けられているので迅速，容易に交換すること
ができ、その上、該急速継手４０には逆流阻止機構が備
えられているので、交換作業に熟練を要せず、冷媒ガス
を漏らさない。図示の５３，５４は、本実施例の吸着タ
ンクを両手で持ち運びし易いように取り付けたハンドル
である。上記１対のハンドルのうち、吸着センサ４８と
反対側に位置しているハンドル５４は、この吸着タンク
を床上に置く場合に脚としても機能するように構成して
ある。

【００２５】収納されている冷媒吸収剤４５が冷媒ガス
を吸着・飽和して吸着能力を喪失した吸着タンクは下記
のようにして再生されるが、まだ飽和に達していない吸
着タンクであっても同様にして再生することができる。
吸着タンクは、図１４について後述するようにして冷媒
吸着剤の脱離操作を施されるが、この脱離操作に先立っ
て、予め配管のための準備操作が行われる。図１３は、
図１２に示した実施例の吸着タンクに準備操作を施し終
わった状態を示す部分断面図である。前述の急速継手・
甲４０ａを取り外して直管状のアダプタパイプ６３が接
続される。６４は管継手である。さらに、前述の逆止弁
４９を取り外して真空ホース６１が接続される。６２は
管継手である。本実施例のアダプタパイプ６３は剛性の
部材であり真空ホースは可撓性の部材であるが、その役
目は両方とも同様であって、タンク本体４１の内部空間
を真空ポンプに接続し、該内部空間を真空引きするため
のものである。図１４は先願の発明に係る冷媒吸着剤再
生装置の１実施例を示し、吸着タンクを装入した状態の
炉体を部分的に破断して描いた正面図に、配管系機器を
シンボルマークで付記した説明図である。図１３につい
て説明したような準備作業によって、吸着タンク３４の
タンク本体の流入口に接続されたアダプタパイプ６３、
および、同じく流出口側に接続された真空ホース６１
を、真空ポンプ６７の吸入側に接続して、吸着タンク内
を減圧する。図示の６６は、炉体６５の炉壁を貫通せし
めて配置された接続管である。また、孔６５ｄはアダプ
タパイプ６３を挿通するためのものである。

【００２６】吸着タンク３４内に収納されている冷媒吸
着剤（本例においては活性炭）から吸着している冷媒ガ
ス（本例ではフロン・Ｒ１１）を脱離させるための必要
最少限の条件は減圧である。本発明を実施する際、−７
５０mmＨg程度の真空引きのみによって冷媒ガスの脱離
を行なうこともできる。しかし、脱離が吸熱反応である
から、加熱しつつ真空引きする方が高能率で冷媒ガスの
脱離、すなわち吸着剤の再生を行なうことができる。そ
こで本実施例では、電気ヒータ６５ｅを備えた炉体６５
内に吸着タンク３４を装入して加熱する。６５ｆは吸着
タンク３４を支持しているガイドバーであり、６５ｂは
炉蓋、６５ｃはそのハンドルである。本例においては、
吸着タンク３４を炉体６５に装入したり取り出したりす
るに便なるごとく、高さ寸法約１メートルのベース６５
ａ上に炉体６５を設置してある。本図１４においては重
なって１個のみ表わされているが、複数個の吸着タンク
３４が炉体６５内に装入されている。本実施例において
は、各吸着タンクはそれぞれ図示のごとく水平姿勢に保
持され、相互に平行に、紙面と垂直方向に配列される。
従って、これら複数個の吸着タンクを装入し得るよう、
炉体６５は、その炉前側（図において右側）から見ると
横長形状をなしている。

【００２７】図に示した６９ａ，６９ｂはサービスホー
ルである。本実施例における炉体６５の内部は、発熱体
（電気ヒータ６５ｅ）によっても加熱することができる
が、上記発熱体と併用して、若しくは該発熱体に代え
て、前記サービスホール６９ａ，６９ｂを経て熱風を循
環せしめ得るようになっている。どのような加熱手段を
用いる場合も、炉内温度が１００℃ないし１８０℃の間
の所定温度に保たれるように温度制御手段（図示せず）
が設けられている。１００℃未満では冷媒吸着剤から冷
媒ガスを脱離させる反応の速度が低くて実用的価値が低
く、また、１８０℃を越えると冷媒物質が分解して、再
利用に供し得なくなるからである。

【００２８】前記の真空ポンプ６７からは、脱離された
冷媒ガスを主成分とするガスが吐出される。このガスを
液化装置６８に導き、冷却管６９に接触せしめて冷却
し、凝縮させ、液ポンプ７０で回収タンク７１に送入し
て一時的に貯蔵し、再使用に備える。前記真空ポンプ６
７として、本実施例においては連続定格吸入圧力−７５
０mmＨｇのロータリ型真空ポンプを用いた。本発明を実
施する際、真空ポンプは任意型式のものを選定して適用
することができる。一般に真空ポンプの吐出圧力は大気
圧に比して余り高くない。従って、前記の液化装置６８
に加圧手段を設けて冷媒ガスを圧縮すると容易に液化せ
しめ得るので好都合である。前記回収タンク７１に送出
用の開閉弁７２を設けておいて、該回収タンク７１内に
貯溜された冷媒液を冷凍機用の補給冷媒として利用す
る。この回収タンク７１に送入された冷媒液の由来を辿
ると冷凍機内に封入されていたものであるから、これを
返送することによってフロン公害を防止しつつ、補給用
フロンの購入を不要ならしめることができる。先願の発
明を適用して、１滴のフロンも大気中に放散させなけれ
ば、冷媒としてフロンを用いる冷凍機を運転しても地球
環境に悪影響を及ぼす虞れが無く、かつ、フロンの補給
が途絶しても冷凍機の運転を継続することができる。本
実施例においては、前記の回収タンク７１の上部空間と
液化装置６８との間に圧力をバランスさせるための管路
７３を設けて、冷媒流体が円滑に流動し得るようにして
ある。

【００２９】図１３に示したようにしてアダプタパイプ
６３や真空ホース６１を取り付け、図１４に示したよう
にして冷媒吸着剤を再生するとともに、脱離した冷媒ガ
スを液化させて回収した後、上記アダプタパイプ６３を
取り外して図１２に示した急速継手・甲４０ａを取り付
けるとともに、真空ホース６１を取り外して逆止弁４９
を取り付けて、図２に示されている状態に復元する。そ
して、変色しているサーモラベル５２を剥がして新たな
サーモラベルを貼着する。もしくは、変色しているサー
モペイントを塗り直す。本発明者らは、先願の発明を出
願した後、その実用化試験研究を進め、該先願の発明を
適用すると、可搬形タンク（吸着タンク）内に収納され
ている冷媒吸着剤が冷媒ガスを吸着・飽和して吸着能力
を喪失した場合や、冷媒ガスを吸着して吸着余力が減少
した場合、該可搬形タンク内から冷媒吸着剤を取り出す
必要なく、個々の可搬形タンクに配管を接続して真空引
きすることにより、該冷媒吸着剤から冷媒を脱離せしめ
ることができるので取扱いが容易であり、しかも、脱離
せしめた冷媒ガスを大気中に放散せしめる虞れ無く捕捉
・回収して再使用に供することができるので、フロン公
害防止に有効であることを確認したが、なお、次に述べ
るような改善が望まれるという問題を発見し、これを確
認した。すなわち、フロン公害防止のために創作した前
記未公知の先行技術および先願の発明に係る冷媒吸着剤
の再生技術を普及するには、作業の能率をいっそう向上
せしめて、フロン公害防止のコスト低減を図らねばなら
ない。この場合のコスト低減は、企業利益を増加させる
ものではなく、冷暖房機器のオーナーに負担を求める金
額を軽減して、フロン公害防止を推進するという社会的
要請と一致する技術的良心から発するものである。

【００３０】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
であって、前掲の図１２，図１３に示した未公知の先願
に係る吸着タンクをそのまま利用し、前掲の図１４に示
した冷媒吸着剤の再生技術（方法および装置）をさらに
改良して、より短時間で、より完全に近い、冷媒吸着剤
の再生操作を可能ならしめ、フロン公害防止コストを低
減してフロン公害防止に貢献することを目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記の目的（脱離・再生
の促進）を達成するために創作した本発明の基本的な原
理を略述すると次のごとくである。冷媒吸着剤に吸着さ
れている冷媒を脱離させることは、従来一般に、昇温と
減圧（真空引き）であると考えられていた。この考え方
自体に誤りは無いのであるが、従来技術においては経時
的な操作という概念を除外して、ただ単に高温・真空に
保つことを追及していた。すなわち、冷媒吸着剤の耐熱
性の限度内で、経済的に実現し得る範囲内でなるべく高
真空に保持するのみであった。こうした操作によって、
吸着状態の平衡が変化して脱離反応が進行する。しか
し、平衡状態に接近するための脱離反応の進行速度は著
しく緩徐である。そこで本発明は、冷媒ガス以外の気体
を関与させ、冷媒吸着剤を収納した吸着タンク内に冷媒
ガス以外の気体を導入したり抜き出したりして、上記の
抜出し工程（非冷媒ガスの抜き出し）の際、冷媒ガスを
非冷媒ガスに随伴させて一緒に抜き出す。

【００３２】図１５は、冷媒ガスと空気との混合ガス中
において活性炭が冷媒を吸着している量（吸着率・重量
パーセンテージ）を示す図表であって、（Ａ）図は横軸
に冷媒ガスの空気に対する混合率（重量パーセンテージ
をとり、（Ｂ）図は横軸に混合ガスの圧力をとってあ
る。（Ａ），（Ｂ）両図とも平衡状態を表わす図表であ
り、温度をパラメータとした曲線図表である。これらの
図表から理解できるように、空気中の冷媒ガス含有率が
下がれば冷媒の吸着率は減少し、空気と冷媒ガスとの混
合ガスの圧力が低下すると冷媒の吸着率は減少する。さ
らに、温度の上昇は、どのような圧力条件下においても
冷媒の吸着率を減少させる方向に作用する。本発明は、
上記のような吸着特性を利用して、冷媒吸着剤（活性
炭）に吸着されている冷媒ガスを脱離させるものであ
る。

【００３３】上述の原理に基づく具体的な手段として、
本発明に係る冷媒吸着剤の再生方法は、冷凍機用の抽気
装置もしくは冷媒回収装置の放出口に対して着脱される
流入口と、大気に対して連通される流出口とを備えた可
搬形タンクの中に収納されている冷媒吸着剤が冷媒ガス
を吸着したとき、吸着している冷媒ガスを脱離させて冷
媒吸着剤の吸着性能を回復させる方法であって、前記可
搬形タンクの内部空間を真空引きして減圧した後、上記
内部空間を一旦、真空破壊し、再度真空引きすることを
特徴とする。

【００３４】上記の発明方法を容易に実施できるように
創作した本発明に係る冷媒吸着剤の再生装置の構成は、
冷凍機用の抽気装置の放出口に対して着脱される流入口
と、大気に対して連通される流出口とを備えた可搬形タ
ンクの中に収納されている冷媒吸着剤が冷媒ガスを吸着
したとき、吸着している冷媒ガスを脱離させて冷媒吸着
剤の吸着性能を回復させる装置であって、前記可搬形タ
ンクの流入口および流出口の少なくとも何れか一方に接
続される真空ポンプと、上記真空ポンプの吸入側管路に
接続された真空破壊用の開閉弁とを具備していることを
特徴とする。

【００３５】

【作用】上記の手段によると、初回の真空引きによって
冷媒吸着剤に吸着されていた冷媒ガスの分子の一部分が
脱離され、残りの部分は吸着された侭で残留する。

【００３６】次いで、真空破壊によって非冷媒ガスの分
子が冷媒吸着剤を包む。冷媒吸着剤は一般に微視的な多
孔質であるが、その複雑な形状の空洞内の隅々まで非冷
媒ガス分子が入りこみ、残留していた冷媒ガス分子と、
なにがしかの分子間親和性によって微弱に結合する。こ
のような状態で再度真空引きされたとき、非冷媒ガスの
分子は容易に排出されるが、このとき、冷媒ガス分子は
微弱ながら非冷媒ガス分子と結合しているので、該非冷
媒ガス分子の排出に随伴されて冷媒吸着剤から離脱し易
くなる。１回の再真空引きでは残留冷媒ガス（冷媒吸着
剤によって吸着捕捉されている状態の冷媒ガス分子）は
零にならないが、この操作を数回繰り返すことにより、
実用上完全な冷媒ガスの脱離が行なわれ、使用済み吸着
タンクが比較的短時間で、ほぼ完全に再生されるので、
フロン公害防止のコストが軽減され、未公知の先行技
術、および未公知の先願に係るフロン公害防止の普及に
貢献する。

【００３７】

【実施例】次に、図１ないし図３を順次に参照して本発
明の方法，装置を説明する。図２は本発明に係る冷媒吸
着剤再生装置の１実施例を示し、断面図に配管系と制御
系とを付記した図であって、先願に係る発明装置を描い
た図１４に対応する図である。図１４と同一の符号を付
した部材は前記先願の発明におけると同様ないし類似の
構成部材である。図１４（先願発明）と異なる点、すな
わち本発明を適用して改良した事項は次のごとくであ
る。真空ポンプ６７の上流側管路、すなわち吸着タンク
３４との接続管路に真空破壊用の開閉弁（略称・真空破
壊弁）８１が接続されている。該真空破壊弁８１の反対
側ポートは、実線で描いたようにブリーザ８２を介して
大気に開放してあるが、仮想線で示したようにガスボン
ベ８３に接続しても良い。８４は、吸着タンク３４内の
圧力を検出するための圧力センサであって、その出力信
号は自動制御器８５に入力される。８６は、真空ポンプ
６７の上流側を真空破壊したときの影響を真空ポンプ６
７の下流側に及ぼさないための開閉弁である。前記自動
制御器８５は、後に後述するようにして真空破壊弁８
１，真空ポンプ６７，および開閉弁８６を制御する。た
だし、本発明を実施する際、必ずしも独立した自動制御
器８５を設けなくても、冷凍機全体を制御している中央
処理装置（ＣＰＵ）に該自動制御器８５に相当する機能
を受け持たせても良い。９０は炉内温度を検出するため
の温度センサであって、その出力信号は前記の自動制御
器８５に入力される。

【００３８】図２に示した構成よりなる冷媒吸着剤再生
装置の使用方法について述べる。図１は本発明に係る冷
媒吸着剤の再生方法を実施した１例を示し、横軸に時間
をとるとともに、縦軸には再生対象物である冷媒吸着剤
の雰囲気圧力をとって描いた図表である。図２に示した
自動制御器８５はタイマ回路を有していて、与えられた
プログラムに従って次に述べるようなシーケンス制御を
行なう。図１の時間軸上に示した時刻ｔ₀は、図２に示
した脱離路の中へ吸着タンク３４を装入した時刻を表わ
し、圧力センサ８４の検出値は相対圧力零（絶対圧力１
気圧）である。真空破壊弁８１および開閉弁８６を閉
じ、ヒータ６５ｅに通電して加熱する。上記の加熱に関
する温度制御は、吸着タンク３４内に収納されている冷
媒吸着剤が１００℃〜１２０℃となるように行なう。そ
の理由は、１００℃未満では脱離反応の促進が不充分で
あり、１２０℃を越えると冷媒物質が熱分解して回収再
利用に耐えなくなるからである。本実施例においては、
炉内温度を１５０℃に保持して、吸着タンク３４の内部
温度を１２０℃まで上昇させた。炉内温度は、温度セン
サ９０で検出する。本発明装置を実施する際、炉内温度
を１００℃〜１８０℃間の任意所望の温度に設定できる
ようにしておけば、各種の作業条件下で適正な操炉作業
を行ない得るので好都合である。

【００３９】図１の実施例では、時刻ｔ₁で吸着タンク
内の温度が１２０℃に達し、圧力センサ８４による検出
値は＋０．４３気圧（３２６mmＨg）を示した。この状
態で、開閉弁８６を開くとともに真空ポンプ６７を作動
させると、圧力センサ８４の検出圧力値は指数曲線的に
下降し、時刻ｔ₂で相対圧力零の状態を通過し、時刻ｔ₃
で−０．９９気圧（−７５０mmＨg）に達する。この状
態で真空ポンプ６７の定格運転を続け、時刻ｔ₄で開閉
弁８６を閉じるとともに真空ポンプ６７を停止させ、真
空破壊弁８１を開いて吸着タンク３４内に空気を流入さ
せる。この操作（真空破壊）は短時間で完了し、時刻ｔ
₅で吸着タンク３４内の圧力は相対気圧零（絶対気圧１
気圧）となる。次いで真空破壊弁８１を閉じるとともに
開閉弁８６を開き、時刻ｔ₆で真空ポンプ６７の作動を
再開して時刻ｔ₇で−０．９９気圧に達し、時刻ｔ₈まで
保持した後、再び真空破壊して、この操作を繰り返す。
本実施例においては４回反覆して、実用上完全な程度に
冷媒ガスの脱離を完了した。

【００４０】単に吸着タンクを１２０℃に保つととも
に、その内部を−７５０mmＨgに保つだけでは、冷媒吸
着剤として活性炭を用い冷媒ガスがフロン・Ｒ１１であ
る場合、ほぼ完全な脱離・再生のために約３０時間を要
したが、本実施例の所要時間は約８時間であった。この
効果は、単に作業能率が３０／８倍に上昇したのみでは
なく、先願の発明では昼夜連続操業しなければならなか
った再生作業が昼間のみの操業で完了できるようになっ
たため、労務管理，工場警備など各種の面に著しい改善
効果が及んだ。

【００４１】本発明方法において欠くことのできない要
件を図１について述べると、例えば時刻ｔ₃から時刻ｔ₄
まで真空を保持するだけでなく、時刻ｔ₄，ｔ₅で一旦真
空破壊した後、再度時刻ｔ₆→ｔ₇→ｔ₈のように真空引
きすることである。上記の操作の前に、時刻ｔ₀→ｔ₁の
加熱，昇圧を行なっておくことは、絶対的な必要条件で
はないが非常に有効である。また、前記の真空破壊・再
真空引きを繰り返すことが望ましい。

【００４２】以上に述べた真空破壊・再真空引きの操作
によって冷媒ガスの脱離反応が著しく促進されるという
ことは、本発明者らが実験を繰り返して確認した経験的
事実である。図３は本願発明方法によって冷媒ガスの脱
離が促進される状態の推測を模式的に表わした説明図で
あって、（Ａ）は図１に示した時刻ｔ₀における吸着状
態を描いてあり、（Ｂ）は同じく時刻ｔ₁の状態、
（Ｃ）は同じく時刻ｔ₃の状態をそれぞれ描いてあり、
以下順次に時刻の経過を表わし（Ｈ）は時刻ｔ₁₀の状態
を描いてある。図３（Ａ）は図１の時刻ｔ₀に対応し、
常温，常圧の状態で、冷媒吸着剤４５が冷媒ガス分子８
８（黒丸で表わす）を吸着している。４５ａは冷媒吸着
剤をマクロ的に見た場合の表面であり、ミクロ的には複
雑な形状の空洞４５ｂが形成されていて表面積が大き
く、その全表面に分布して冷媒ガス分子８８が吸着され
ている。８７は、冷媒吸着剤の存在しない空隙（気相空
間）であるが、この空間に分布している空気の分子（非
冷媒ガス分子）は図示を省略した。図３（Ｂ）は図１の
時刻ｔ₁の状態である。１２０℃に昇温しているので、
図１５で説明した原理（高温では脱離傾向となる）によ
り、模式的に黒丸で表わした冷媒ガス分子の一部（図で
は２個）が脱離している。図３（Ｃ）は図１の時刻ｔ₃
の状態である。前掲の（Ｂ）図で脱離した冷媒ガス分子
は真空引きされて排出される。図３（Ｄ）は図１の時刻
ｔ₄の状態である。図１５（Ｂ）について説明したよう
に、減圧によって平衡が脱離傾向となるので、冷媒ガス
分子（黒丸）が脱離し、真空引きされて排出される。図
３（Ｅ）は図１の時刻ｔ₆の状態である。真空破壊で冷
媒ガス／空気比が減少し、図１５（Ａ）について説明し
たように、平衡が脱離方向に移行し、冷媒ガス分子（黒
丸）が脱離する。図３（Ｆ）は図１の時刻ｔ₇である。
時刻ｔ₃におけると同様の状態であり、図３（Ｃ）と同
様に脱離・排出が進行する。図３（Ｇ）は図１の時刻ｔ
₈であって同図の時刻ｔ₄と同様の状態であり、図３
（Ｄ）と同様に脱離・排出が進行する。図３（Ｈ）は図
１の時刻ｔ₁₀であって同図の時刻ｔ₆と同様の状態であ
り、同３（Ｅ）と同様に冷媒ガス分子（黒丸）が脱離す
る。

【００４３】この状態（図３（Ｈ））から、さらに真空
破壊・再真空吸引を繰り返すことにより、残留冷媒ガス
量はいっそう減少し、冷媒吸着剤は実用上完全と見做し
得る程度に吸着能力を回復する。すなわち、使用済みの
吸着タンク３４（図２参照）が再生される。上述の作用
から容易に理解されるように、真空破壊に用いる非冷媒
ガスは必ずしも空気であることを要しないが、空気は入
手に別段のコストを要せず、無毒であって、廃棄に制約
が無いから便利である。しかし、冷媒ガスに対する分子
的親和力が大きくて、しかも冷媒吸着剤や冷媒ガスに対
して化学的に不活性なガスを、図２に示したガスボンベ
８３に蓄えておいて真空破壊に用いると、冷媒ガスの脱
離をいっそう促進することができる。

【００４４】図２に示した再生装置によって脱離せしめ
た冷媒ガスは、液化装置６８に導き、冷却管６９に接触
せしめて液化させ、回収タンク７１に貯留して再使用に
供する。図示を省略するが、液化装置６８には冷却管６
９のみでなく、脱離した冷媒ガスを加圧するポンプ手段
を併設することも有効である。前記の液化装置６８から
送出される流体は必ずしも純粋な冷媒液と限らず、水分
を含有している場合も有り得る。こうした事情を勘案し
て、図示を省略するが、液化装置６８と回収タンク７１
とを結ぶ管路の途中にドライヤを設けることも出来る。

【００４５】本発明を実施する際、真空引き操作の真空
度を何の程度に設定するかについては、従来技術におけ
る単なる設計的配慮の域を越える問題が有る。すなわ
ち、冷媒ガスを吸着，飽和して吸着能力を喪失した冷媒
吸着剤を、単に減圧・加熱して脱離させる場合、減圧操
作の真空度が高いほど脱離反応の進行が速やかである
が、高真空を得ようとすると設備コストが増大し、保守
も難しい。従って、従来技術における真空度の設定は、
脱離作業の能率とコストとの兼ね合いによって適宜に定
められた。しかしながら、本発明においては真空破壊に
よって非冷媒ガスを導入し、冷媒ガスの脱離を誘発し、
かつ、これを反覆して脱離進行を一層促進することがで
きるので、従来技術におけるがごとく「一定値の高真空
下における平衡」を求めて静的に長時間保持する場合に
比して「真空度」が有する技術的意義が本質的に異な
り、「高真空保持」の効果と「短サイクル反覆」の効果
との間に産業経済的なバランスを求めることが必要とな
る。従って、本発明における真空度設定については冷媒
の種類や冷媒吸着剤の種類および真空破壊用導入ガスの
種類が検討要素として入っている。現段階においては、
未だ理論式の数学的解法によって適正真空度を算出する
ことが出来ないので、多数の実験データを解析して最善
のものを選定することになる。本発明者らは、フロン・
Ｒ１１を活性炭で吸着，飽和させた場合、炉温１５０℃
（冷媒吸着剤温度・最高１２０℃）とし、導入非冷媒ガ
スとして空気もしくは窒素を用いて、真空度−７５０mm
Ｈgが最適であることを確認した。

【００４６】

【発明の効果】冷媒吸着剤（例えば活性炭）に対して冷
媒が吸着されたり脱離したりする現象における平衡状態
は、（イ）温度と、（ロ）圧力と、（ハ）気相部分の冷
媒ガス／非冷媒ガス混合率との３つの条件によって変化
する。

【００４７】本発明を適用すると、上記３つの条件を意
図的に変化させ、特に、真空引きと真空破壊とを繰り返
すという操作によって、吸着されている冷媒ガスを急速
に脱離させられる。１回の再真空引きでは残留冷媒ガス
（冷媒吸着剤によって吸着捕捉されている状態の冷媒ガ
ス分子）は零にならないが、この操作を数回繰り返すこ
とにより、実用上完全な冷媒ガスの脱離が行なわれ、使
用済み吸着タンクが比較的短時間で、ほぼ完全に再生さ
れるので、フロン公害防止のコストが軽減され、未公知
の先行技術、および未公知の先願に係るフロン公害防止
の普及に貢献するという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷媒吸着剤の再生方法を実施した
１例を示し、横軸に時間をとるとともに、縦軸には再生
対象物である冷媒吸着剤の雰囲気圧力をとって描いた図
表である。

【図２】本発明に係る冷媒吸着剤再生装置の１実施例を
示し、断面図に配管系と制御系とを付記した図であっ
て、先願に係る発明装置を描いた図１４に対応する図で
ある。

【図３】本願発明方法によって冷媒ガスの脱離が促進さ
れる状態を模式的に表わした説明図である。

【図４】従来例の冷媒ガスの回収装置を示す系統図であ
る。

【図５】上記と異なる従来例の冷媒ガスの回収装置を示
す系統図である。

【図６】先願の発明（特願平４−１５６９１２号）に係
る冷媒の回収装置を示す系統図である。

【図７】抽気装置の従来例を示す系統図である。

【図８】図６に示した回収装置における気液分離器内の
混合ガスを強冷するように改良した１例であって、先願
の発明（特願平４−１５６９１２号）に提案された未公
知の回収装置の系統図である。

【図９】小形冷凍機２２を併設して冷媒ガスを強冷する
ように構成された未公知の先願（特願平４−１８１０３
５号）に係る抽気装置の１例を示し、模式的な系統図で
ある。

【図１０】上記未公知の先願に係る抽気装置における、
図９と異なる１例を示す模式的な系統図である。

【図１１】未公知の先行技術に係る、フロン公害完全防
止システムの１例を示す系統図である。

【図１２】先願の発明に係る再生技術に用いられ、本願
発明にも適用される吸着タンクの断面図である。

【図１３】上記吸着タンクが使用されて吸着能力を失っ
たとき、これを再生するための準備操作を施した状態を
示す断面図である。

【図１４】上掲の図１３のように準備操作を施された吸
着タンクを、先願の発明に係る再生技術を適用して構成
された脱離炉に装入して、冷媒吸着剤の吸着能力を回復
させて上記吸着タンクを再生している状態を示し、脱離
炉の断面図に配管系統を付記した図である。

【図１５】活性炭が冷媒を吸着している状態における平
衡図表である。

【符号の説明】

１…冷凍機、１ａ…凝縮器、１ｂ…蒸発器、１ｃ…圧縮
機、２，２′…圧縮機、３…凝縮器、４，４′…気液分
離器、４ａ…フロート弁、４ｂ…放出弁、４ｃ…冷却
管、５…冷媒タンク、６…圧力センサ、８…冷却ジャケ
ット、９…精溜器、９ａ…冷却管、９ｂ…圧力センサ、
９ｃ…放出ユニット、１４，１５…電磁弁、１９…真空
ポンプ、２１…オリフィス、２２…小形冷凍機、２２ａ
…圧縮機、２２ｂ…凝縮器、２２ｄ…冷却流体、２３，
２３′…ドライヤ、３１…抽気装置、４０…急速継手、
４０ａ…急速継手・甲、４０ｂ…急速継手・乙、４１…
タンク本体、４２ａ，４２ｂ…ネット、４３…活性炭封
入口、４４…活性炭取出口、４５…冷媒吸着剤、４５ａ
…マクロな吸着剤表面、４５ｂ…空洞、４７…放熱板、
４８…吸着センサ、４９…逆止弁、５０…保温材、５１
…覗き窓、５２…サーモラベル、５３…ハンドル、５４
…ハンドル兼脚、５５…放熱管、６１…真空ホース、６
２…管継手、６３…アダプタパイプ、６４…管継手、６
５…炉体、６５ａ…ベース、６５ｂ…炉蓋、６５ｃ…ハ
ンドル、６５ｄ…孔、６５ｅ…電気式ヒータ、６５ｆ…
ガイドバー、６６…接続管、６７…真空ポンプ、６８…
液化装置、６９…冷却管、７０…液ポンプ、７１…回収
タンク、７２…冷媒液流出用の開閉弁、７３…圧力バラ
ンス管路、８１…真空破壊用の開閉弁、８２…ブリー
ザ、８３…ガスボンベ、８４…圧力センサ、８５…自動
制御器、８６…開閉弁、８７…気相空間、８８…模式的
に表わした冷媒ガスの分子、９０…温度センサ。

フロントページの続き (72)発明者壁田昭東京都港区高輪２丁目20番36号日立ビル施設エンジニアリング株式会社フロン削減本部内 (72)発明者大友毅東京都港区高輪２丁目20番36号日立ビル施設エンジニアリング株式会社フロン削減本部内 (72)発明者徳永政司東京都港区高輪２丁目20番36号日立ビル施設エンジニアリング株式会社フロン削減本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷凍機用の抽気装置もしくは冷媒回収装
置の放出口に対して着脱される流入口と、大気に対して
連通される流出口とを備えた可搬形タンクの中に収納さ
れている冷媒吸着剤が冷媒ガスを吸着したとき、吸着し
ている冷媒ガスを脱離させて冷媒吸着剤の吸着性能を回
復させる方法であって、前記可搬形タンクの内部空間を真空引きして減圧した
後、上記内部空間を一旦、真空破壊し、再度真空引きするこ
とを特徴とする、冷媒吸着剤の再生方法。
【請求項２】前記の真空破壊と再真空引きとよりなる
工程を一つのサイクルとして、これを複数回繰り返すこ
とを特徴とする、請求項１に記載した冷媒吸着剤の再生
方法。
【請求項３】前記の真空引きを行なう直前に、前記可
搬形タンクの内部空間を同外部空間から遮断した状態で
該可搬形タンクを外部から加熱して内部空間を昇圧させ
ることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載し
た冷媒吸着剤の再生方法。
【請求項４】上記の加熱操作における制御目標を１０
０℃〜１８０℃とし、望ましくは可搬タンク内に収納さ
れている冷媒吸着剤の温度が約１２０℃となるように温
度制御することを特徴とする、請求項３に記載した冷媒
吸着剤の再生方法。
【請求項５】前記の真空引き操作は、その真空度を約
−７５０mmＨgとすることを制御目標として、真空ポン
プによって行なうことを特徴とする、請求項１ないし請
求項３の何れかに記載した冷媒吸着剤の再生方法。
【請求項６】前記の真空引き操作によって前記可搬形
タンク内から吸い出したガスを冷却，加圧して、上記の
ガスに含まれている冷媒ガス成分を液化させて回収する
とともに、液化しなかった非凝縮性ガス成分を大気中に
放出することを特徴とする、請求項１ないし請求項５の
何れかに記載した冷媒吸着剤の再生方法。
【請求項７】前記の真空破壊は、前記可搬形タンクの
中に空気を導入して行なうことを特徴とする、請求項１
ないし請求項６に記載した冷媒吸着剤の再生方法。
【請求項８】前記の真空破壊は、前記可搬形タンクの
中に「冷媒ガスに対する親和力が空気よりも大きいガ
ス」を導入して行なうことを特徴とする、請求項１ない
し請求項６に記載した冷媒吸着剤の再生方法。
【請求項９】前記の冷媒吸着剤として活性炭を使用す
ることを特徴とする、請求項１ないし請求項８の何れか
に記載した冷媒吸着剤の再生方法。
【請求項１０】冷凍機用の抽気装置の放出口に対して
着脱される流入口と、大気に対して連通される流出口と
を備えた可搬形タンクの中に収納されている冷媒吸着剤
が冷媒ガスを吸着したとき、吸着している冷媒ガスを脱
離させて冷媒吸着剤の吸着性能を回復させる装置であっ
て、前記可搬形タンクの流入口および流出口の少なくとも何
れか一方に接続される真空ポンプと、上記真空ポンプの
吸入側管路に接続された真空破壊用の開閉弁とを具備し
ていることを特徴とする、冷媒吸着剤の再生装置。
【請求項１１】前記の可搬形タンクを収納する炉体
と、上記炉体に収納された可搬形タンクを加熱するため
の発熱体とを具備していることを特徴とする、請求項１
０に記載した冷媒吸着剤の再生装置。
【請求項１２】前記の発熱体は、炉内温度を１００℃
ないし１８０℃の間における任意所望の温度とするよう
に制御されていることを特徴とする、請求項１１に記載
した冷媒吸着剤の再生装置。
【請求項１３】前記の真空ポンプは、吸入圧力を約−
７５０mmＨgに調節されたものであることを特徴とす
る、請求項１０ないし請求項１２の何れかに記載した冷
媒吸着剤の再生装置。
【請求項１４】前記真空ポンプの吐出側管路に、該真
空ポンプの吐出ガスを冷却する液化装置が設けられてい
ることを特徴とする、請求項１０ないし請求項１３の何
れかに記載した冷媒吸着剤の再生装置。
【請求項１５】前記の液化装置には、真空ポンプの吐
出ガスを冷却する手段と併せて、該吐出ガスを加圧する
手段が設けられていることを特徴とする、請求項１４に
記載した冷媒吸着剤の再生装置。
【請求項１６】前記液化装置の下流側に、ドライヤを
介して冷媒液回収装置が接続されていて、冷媒吸着剤か
ら脱離されたガス中に混入している水蒸気を除去するよ
うになっていることを特徴とする、請求項１４もしくは
請求項１５に記載した冷媒吸着剤の再生装置。
【請求項１７】前記真空破壊用の開閉弁の、真空ポン
プ吸入側管路に接続されたポートの反対側ポートは、大
気に開放されていることを特徴とする、請求項１０ない
し請求項１６の何れかに記載した冷媒吸着剤の再生装
置。
【請求項１８】前記真空破壊用の開閉弁の、真空ポン
プ吸入側管路に接続されたポートの反対側ポートは、ガ
スボンベに接続されていることを特徴とする、請求項１
０ないし請求項１６の何れかに記載した冷媒吸着剤の再
生装置。
【請求項１９】前記真空ポンプの吸入側管路に接続さ
れた圧力センサと、上記圧力センサの出力信号を入力されて前記真空ポンプ
および真空破壊用の開閉弁の作動・停止を制御する自動
制御器とを具備していることを特徴とする、請求項１０
ないし請求項１８の何れかに記載した冷媒吸着剤の再生
装置。
【請求項２０】前記の自動制御器はタイマ回路を備え
ていて、与えられたプログラムに従って前記の真空破壊
用開閉弁と真空ポンプとの作動をシーケンス制御する機
能を有するものであることを特徴とする、請求項１９に
記載した冷媒吸着剤の再生装置。
【請求項２１】前記の自動制御器は、（１）真空破壊
用の開閉弁を閉じた状態で真空ポンプを作動せしめ、
（２）真空ポンプ吸入側の真空度が約−７５０mmＨgに
達し、かつ、炉内温度が所定の温度に達した後、所定の
時間この真空度および温度を保持せしめ、（３）上記所
定時間を経過した後、真空ポンプを停止せしめるととも
に真空破壊用の開閉弁を開き、（４）真空ポンプ吸入側
の圧力が常圧になった後、真空破壊用の開閉弁を閉じる
とともに真空ポンプの作動を再開せしめて前記（１）の
工程に復元し、上記（１）〜（４）の工程を１サイクルとして、これを
複数回反覆せしめる機能を有するものであることを特徴
とする、請求項２０もしくは請求項２１に記載した冷媒
吸着剤の再生装置。