JPH0727449A - 冷凍機の抽気操作における冷媒の散失防止方法および同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 先願の発明（特願平４−１８１０３５号）に
係る抽気技術を改良して、抽気操作を終了した後、抽気
装置を放置した場合、冷熱源１０によって深冷されてい
た精溜器１０内の温度が室温まで昇温しても、該精溜器
９内で昇温した混合ガスが大気中に放散されないように
する。 【構成】 精溜器９内の混合ガスを大気中に放出して器
内圧を下降させる電磁弁６１を設け、かつ、上記精溜器
内の圧力に感応する圧力スイッチ６２と、該精溜器内の
温度に感応する温度スイッチ６３とによって前記電磁弁
６１の通電・開閉を制御する。

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）を抽出して大気中に放出するための抽気
操作を行なった後、冷媒ガスが大気中に放散されること
を防止する方法、および、上記の発明方法を実施するに
好適なように構成した装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９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、この冷凍サイク
ルを連続的に繰り返す。上記の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排除する必要が有る。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。冷却器３で冷却されて凝縮した冷媒は
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
性ガスおよび未凝縮冷媒ガスは分離器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】図１０は前掲の図９と異なる従来例を示
す。この従来例では分離器４に冷却用のジャケット８を
設けるとともに、冷凍機１の凝縮器１ａ内の液状冷媒を
上記冷却ジャケット８に導入して、該ジャケット内で気
化させて蒸発器１ｂに還流させ、気化熱を奪って分離器
４を冷却している。２１はオリフィスである。この種の
従来例では前記従来例（図９）に示した圧縮機２は省略
され、冷却器３の作用はジャケット８で行われる。分離
器４内はジャケット８で凝縮器１ａよりも低温に冷却さ
れるので、該分離器４内の圧力も凝縮器１ａよりも低く
なり、該凝縮器内の混合ガス（漏入した非凝縮ガスと冷
媒ガスとの混合ガス）が分離器４内に流入する。この図
１０の従来例における分離器４内は前掲の図９の従来例
よりも低温（例えば１０〜２０℃）に冷却されるのが通
例である。しかし、冷凍機１内の冷媒ガス中に非凝縮ガ
スが混入した混合ガスをジャケット８で冷却しても混合
ガス中の冷媒ガスの全部が液化するわけではなく、放出
ユニット６から大気中に放出される非凝縮ガス中に冷媒
ガスが含まれている。

【０００４】例えば容量３００ＲＴの冷凍機（１ＲＴは
３０２４キロカロリー／時）は約５００キログラムの冷
媒を収藏しているが、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。以上に述べた冷媒ガスの随伴放出を格段に減少
せしめるには、分離器（４）内に溜まった気体を直接的
に大気中に放出することなく、更に精溜器（強冷機能を
備えた分離器）に導いて混入している冷媒ガスを液化さ
せることにより、より高精度の分溜（精溜）を行なった
後に大気中に放出することが有効である。この技術は本
発明者らが創作して別途出願中の未公知の発明（特願平
第４−１８１０３５号）である。以下、これを先願の発
明と呼ぶ。

【０００５】図４は先願の発明に係る抽気装置の実施例
を示す。本実施例は、図９の従来例に先願の発明を適用
して改良したものであって、第９図と同一の図面参照符
号を付した構成部分（本図４の左半部）は前記従来例に
おけると同様ないし類似である。分離器４内の上部空間
に貯まった気体は、これを直接的には大気中に放出する
こと無く、電磁弁１５を介して精溜器９に導く。仮想線
で示した圧縮機１２，ドライヤ１３については後述す
る。上記精溜器９は冷却管９ａを内蔵していて、冷熱源
１０から低温流体流１０ａの供給を受ける。上記の冷熱
源１０は圧縮機１０ｂ，冷却器１０ｃを備えており、前
述の冷却管９ａと接続されて閉回路を形成し、１組の独
立した小形冷凍機を構成している。

【０００６】精溜器９内に導かれた気体は僅少量の冷媒
ガスを含む非凝縮性気体であるが、精溜器９内で冷却管
９ａに触れて冷却されると、含有していた冷媒ガスは液
化して該精溜槽９内の底部に溜まる。この液化した冷媒
液はフロート式の弁９ｄを経て冷凍機１の冷凍系内に回
収される。このようにして冷媒ガスをほぼ完全に除去さ
れて、ほぼ純粋な非凝縮性ガスは精溜器９の上部空間内
に貯められ、次第に圧力が高くなってゆく、そして、圧
力センサ９ｂの検出信号値が所定値を越えると放出弁９
ｃが開かれて大気中に放出される。

【０００７】上記の実施例（図４）において、仮想線で
示したドライヤ１３又はドライヤ１３′を設けて、分類
器４から精溜器９に送入される気体中の水蒸気を除去す
ると、非凝縮性ガス中に含まれていた水蒸気が精溜器９
内で結霜する心配が無くなる。精溜器内で霜を生じると
弁類の作動を阻害したり冷却管９ａの熱伝導を妨げたり
するので不都合であるから、上記のドライヤ１３または
１３′を設けて結霜を防止すると本発明装置の作動信頼
性が向上する。

【０００８】また、分離器４と精溜器９とを結ぶ管路中
に、仮想線で示した圧縮機１２を設けると、精溜器９内
の非凝縮性ガスが圧縮されて高密度となり、非凝縮性ガ
スと冷媒ガスとの混合ガス中における冷媒ガスの混入比
率を低くし、冷媒ガスの放出を抑制し得る。従って、こ
の圧縮機１２を設けると冷熱源１０の機構を簡略化して
も実用上充分な冷媒濃度低下効果が得られる。上記圧縮
機１２を設置した場合は、冷熱源１０の冷却液流１０ａ
の温度を０℃以上に設定することも可能になり、例えば
プールの水による水冷や大気により風冷を利用すること
も可能になる。ただし、上記の圧縮機１２を設けた場合
は、抽気操作を終了した時、精溜器９内が正圧になって
いるため、該精溜器９内のガスが大気中に漏出しないよ
うに対策を講じなければならないという課題を生じる
が、これについては後に詳述する。図４の系統図につい
て以上に説明しごとく、先願の発明は分離器４による粗
製蒸溜と精溜器９による精製蒸溜とをシリースに行うも
のであるから、分離器４が本来の目的（粗製蒸溜）を果
たすことを前提として精溜器９による精製蒸溜の効果が
発揮される。従って、混合ガスが分離器４を素通りする
ことは好ましくない。こうした観点から、上記分離器４
の混合ガス流入管路中に電磁弁１４を設けて、電磁弁１
５を開くときは電磁弁１４を閉じることが望ましい。こ
れにより、混合ガスが分離器４を素通りしなくなり、精
溜器９は所期の機能を完全に果たす。図５は、図４と異
なる実施例を示す。図４の実施例は図９の従来例に先願
の発明を適用したものであったのに比して、図５の実施
例は図１０の従来例に先願の発明を適用して改良したも
のである。本図５の構成中、先願の発明を適用して改良
した部分は図の右半部であって、図４の実施例における
改良部分（図４の右半部）と同様ないし類似の構成であ
る。本図５の実施例においても、図４の実施例における
と同様の作用，効果が得られる。

【０００９】図６は、前記実施例の応用例を示した系統
図である。本例においては放出ユニット９ｃを、電磁弁
９ｃ₁とガスポンプ９ｃ₂とによって構成してある。この
ように構成すると、精溜器９内の上部空間に溜まった非
凝縮性ガスを、大気圧よりも低いレベル（負圧）まで放
出することができる。また、本例においては、精溜器９
の底部のフロート弁９ｄと冷凍機１とを接続している管
路に逆止弁２３を介挿接続するとともに、該フロート弁
９ｄおよび逆止弁２３をバスパスするポンプ２４，電磁
弁２５を設けてある。このように構成すると、精溜器９
内の圧力が冷凍機１内の圧力よりも高いときは、精溜器
内の冷媒液が逆止弁を順方向に流通して冷凍機１内に還
流せしめられる。そして、精溜器９内の圧力が冷凍機内
の圧力よりも低いときは、精溜器９内の液面が上昇して
も上記の還流が行われないので、液面がレベルＨに達し
たとき、電磁弁２５を開くとともにポンプ２４を作動せ
しめて、液面がレベルＬになるまでポンプ２４によって
強制的に還流を行わせる。本例（図６）における放出ユ
ニット９ｃは、圧力センサ９ｂが所定値以上の圧力を検
知したとき放出するよう、制御装置２６によって制御さ
れる。然し乍ら、電磁弁１５が開いているとき放出ユニ
ットが放出作動すると次のような不具合を生じる。すな
わち、分離器４内の混合ガス（主として非凝縮ガス＋冷
媒ガス）が精溜器９内に流入したとき、冷媒ガスが冷却
管９ｃに接触し、冷却され、液化して精溜器９の底部に
溜まるには若干の時間を要する。このため、電磁弁１５
を流通した混合ガスが精溜器９内へ流入した時に放出ユ
ニット９ｃが放出作動した場合を比喩的に表現すると、
該混合ガスが精溜器９を素通りして大気中へ放出されて
しまうことになる。そこで本実施例では、前記の制御装
置２６にプログラムを与えて、電磁弁１５が開かれてい
るときは、圧力センサ９ｂの出力信号をカットして、放
出ユニット９ｃの放出作動を抑制する。さらに、開いて
いた電磁弁１５が閉じた時も、その後所定の時間が経過
するまでの間、放出ユニット９ｃの作動を抑制する。こ
れにより精溜器９は所期の機能（冷媒ガスの完全液化・
回収）を発揮する。上述のようにして電磁弁１５が閉じ
られて精溜器９内で混合ガス中の冷媒ガスの液化を待っ
ている間、この液化を促進するため図４に示したガスポ
ンプ３１を設けて精溜器９内の混合ガスを循環させ、冷
却管９ａとの熱交換を盛んならしめることが推奨され
る。また、同様の目的で図５に示した循環管路３２を設
けて、圧縮機１２によって精溜器９内の混合ガスを循環
させても同様の効果が得られる。前掲の図６において、
冷却器３で冷却された混合ガス中の冷媒ガスの一部は液
化して、分離器４で気液分離されるが、この分離器４か
ら精溜器９に送られる気体（主として非凝縮性ガス＋若
干の冷媒ガス）中に、微量のミスト状冷媒液が含まれて
いる虞れ無しとしない。そして、液状の冷媒が圧縮機１
２に吸入されると該圧縮機１２が損傷する危険性が有
る。そこで、該圧縮機１２に吸入される気体をドライ状
態とするため、該圧縮機１２の吸入側管路にヒータ３５
を設けると良い。このヒータ３５は任意の方式のものを
選択して適用することが出来るが、リボンヒータを用い
ると好都合である。さらに、上記ヒータ３５の下流側に
リキッドセパレータ３６を設けると圧縮機１２の保証が
完璧となる。同様の観点から、圧縮機２を保護するため
に、その上流側（吸入側）にヒータ３３を設けることが
好ましく、さらにリキッドセパレータ３４を設ければ圧
縮機２の保護が完全に行われる。

【００１０】図７は上記と異なる実施例を示す。分離器
４と精溜器９との間に空冷コンデンサ２７を設けると、
圧縮機１２で圧縮されて昇圧，昇温した混合ガスのう
ち、冷媒ガスは上記空冷コンデンサ２７で冷却されて、
その大部分が液化するので、精溜器９内における冷却管
９ａの負担（冷媒ガスを冷却，液化させて、その気化潜
熱の放出を吸収すること）が大幅に軽減される。このた
め、冷熱源１０が小容量のもので足り、経済的に有利で
ある。また、圧縮機１２で圧縮されて凝縮しやすくなっ
ている微量の水蒸気は前記の空冷コンデンサ２７で冷却
されるのでガス状で存在しにくくなり、ドライヤ１３に
よる水蒸気捕捉がいっそう完全に行われる。また、前記
空冷コンデンサ２７によって、常時、混合ガスを冷却し
て冷媒ガスを液化させて冷凍機１に還流させておき、精
溜器９内の圧力が非凝縮性ガスを放出させるべき値に達
した時に冷却管９ａで強冷して混合ガス中の冷媒ガス含
有量をほとんど零ならしめてから放出すると、冷熱源の
運転実働時間を短縮することができ、消費エネルギが節
減される。前記の空冷コンデンサ２７は大気を用いた風
冷式の機器であるが、利用可能なプール水や河川水など
が入手できれば水冷コンデンサによって代替することも
できる。図８は上記と異なる実施例を示し、分離器４と
精溜器９との間に冷却管５１を設けるとともに該冷却管
５１を冷却室で覆い、冷凍機１の凝縮器１ａで凝縮した
冷媒液を冷媒液送給管路５３を経て前記の冷却室５２に
送給し、冷却管５１内の混合ガスを冷却せしめ、冷媒液
戻り管路５４を経て冷凍機１に還流させる。このように
構成しても精溜器９の負荷を軽減させる効果が得られ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】先願の発明を適用して
冷凍機の抽気操作を行ない、冷凍系内に漏入した非凝縮
性ガスを大気中に放出すると、該非凝縮性ガスに随伴す
る冷媒ガスの含有率を極度に減少させて環境破壊を防止
することができる。本発明者らは、前記先願に係る発明
を出願した後も実用化試験研究を続行し、実用面におい
て上記の効果が発揮されることを確認するとともに、さ
らに改善すべき余地の有ることを発見した。すなわち、
例えば先願の発明に係る実施例を描いた図４の抽気装置
を用いて冷凍機１内に漏入した非凝縮性ガスを空気中に
放出するとき、図示の圧縮機１２を設けると、前述した
ような利点が有るが、抽気操作を終了した時点において
精溜器９内は深冷され、かつ、正圧になっている。いま
仮に、精溜器９内の温度が−２０℃で抽気操作を終えた
ものとし、放出ユニット９ｃの吹き始め圧力５．０kgf
／cm²g、吹き止まり圧力４．０kgf／cm²gであるとす
る。この状態で抽気装置の運転を中止して放置すると、
精溜器９内の温度は次第に室温に近づいてゆく、例えば
外気温が４０℃であって、精溜器９内の温度が４０℃ま
で昇温した場合、該精溜器９内のガス圧力は、冷媒分圧
が１．６kgf／cm²g上昇、空気分圧が１．２kgf／cm²上
昇し、合計２．８kgf／cm²上昇して、４．０＋２．８＝
６．８kgf／cm²gになろうとするので、放出ユニット９
ｃが作動して精溜器９内のガスが大気中に放出される
（実際には５．０kgf／cm²gで吹き始めるので６．８kgf
／cm²gまでは上昇しない。単純に考えると、上記精溜器
９内のガスは既に分離器４で冷媒ガスを分離され、さら
に精溜器９で冷媒ガスを凝縮させて分離したものであっ
て、これが大気中に放出されても実害が無さそうに思わ
れるが、ここに精溜器９内温度上昇に伴う冷媒ガスの分
圧上昇という問題が影響を与える。すなわち、図４に示
した先願の発明に係る抽気装置が正常に作動していると
き、精溜器９内は冷熱源１０によって例えば−２０℃と
いうように深冷されている。従って、該精溜器９内の混
合ガス（非凝縮性ガス＋冷媒ガス）中の冷媒ガスの分圧
が低く、混合ガス中の冷媒ガス含有率は微少である。し
かし、抽気操作を停止して抽気装置を放置しておくと、
深冷されていた精溜器内温度は次第に上昇して外気温と
平衡するに至る。この昇温に伴って非凝縮性ガスおよび
冷媒ガスの分圧が上昇するが、冷媒ガスの分圧上昇が相
対的に大きく、混合ガス中の冷媒ガス含有率が上昇す
る。而して前述のごとく昇温に伴って混合ガス圧力が上
昇し、放出ユニット９ｃから冷媒ガス含有率の高い混合
ガスが放出されてしまうことになる。本発明は上述の事
情に鑑みて為されたものであって、先願の発明における
が如き精溜器（強冷機能を有する気液分離器）を用いた
抽気装置によって冷凍機の抽気を行なった後、冷媒ガス
含有率の高い混合ガスを大気中に放散する虞れを無くす
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的（冷媒ガス含
有率の高い混合ガス放出防止）を達成するため本発明の
散失防止方法は、冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷
媒ガスとの混合ガスを抽出して冷媒ガスの一部を液化さ
せ、液化した冷媒を分離器で回収して冷凍機に還流せし
め、かつ、残余の混合ガスを加圧し、精溜器で強冷し
て、上記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部を液化さ
せ、上記精溜器内のガス圧が所定圧力Ｐ₁となったとき
該精溜器内のガスを放出ユニットから大気中に放出する
抽気方法において、前記残余の混合ガスの加圧および精
溜器による強冷を停止した後、上記精溜器内ガスの温度
および圧力を検出し、上記検出温度が所定温度Ｔ₁以下
であるときは、該精溜器内の圧力が前記と異なる所定の
圧力Ｐ₂になるように器内ガスを大気中に放出すること
を特徴とする。本発明において強冷とは、０℃以下に冷
却するこというものとする。また、上記の発明に係る冷
媒の散失防止方法を実施するため本発明の冷媒散失防止
装置の構成は、冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷媒
ガスとの混合ガスを抽出して冷媒ガスの一部を液化さ
せ、液化した冷媒を分離器で回収して冷凍機に還流せし
め、かつ、残余の混合ガスを加圧し、精溜器で強冷し
て、上記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部を液化さ
せ、上記精溜器内のガス圧が所定圧力Ｐ₁となったとき
該精溜器内のガスを放出ユニットから大気中に放出する
抽気装置において、前記精溜器内の温度と圧力に基づい
て自動的に開閉制御される弁手段を設けて、抽気操作終
了直後における精溜器内の温度と圧力との関係に基づい
て器内圧力を自動的に規制し得るようにしたことを特徴
とする。

【００１３】

【作用】上記の手段によると、精溜器を備えた抽気装置
によって冷凍機内の混合ガス（漏入した非凝縮性ガスと
冷媒ガスとの混合気体）を排除した直後、上記精溜器内
の圧力を該精溜器内の圧力と温度に応じて下降せしめる
ように、深冷状態の混合ガスを大気中に放出することが
できる。深冷状態であるから冷媒ガスの分圧が低く、該
混合ガス中の冷媒ガス含有率は微少である。上述によう
にして、冷媒ガス分圧の低い混合ガス（純粋に近い非凝
縮性ガス）を放出して精溜器内の圧力を下げておくと、
その後該精溜器内温度が室温まで上昇するに伴い該精溜
器内の圧力は上昇するが、放出ユニットを作動させて大
気中に放出されるに足る圧力までは上昇しない。これに
より、抽気作業において非凝縮性ガスに随伴して大気中
に散失される冷媒ガスの量を、極限的に減少せしめるこ
とができ、地球環境の保全に貢献するところ多大であ
る。

【００１４】

【実施例】図１は本発明に係る冷媒の散失防止装置の１
実施例を備えた抽気装置を示す系統図である。本図１の
実施例は前掲の図４に示した先願の発明装置に本発明を
適用して改良したものであって、図４と同一の符号を付
したものは先願の発明におけると同様ないし類似の構成
部分である。次に、図１を図４と比較して異なる点、す
なわち、本発明を適用して改良した事項を説明すると、
精溜器（強冷機能を付加した気液分離器）９内の上部空
間と器外大気との間に電磁弁６１が設けられている。こ
の電磁弁６１は、通電されたとき開弁する構造の常閉形
電磁弁である。上記電磁弁６１の通電回路内に、圧力感
応スイッチ６２と温度感応スイッチ６３とが直列に介挿
接続される。本実施例の圧力感応スイッチ６２は、精溜
器９内の圧力が２．５kgf／cm²g以下のときに開き、
４．０kgf／cm²g以上で閉じる。また温度感応スイッチ
６４は、精溜器９内の温度が−５℃以下のときに閉じ、
０℃以上のときには開く。以上に述べた電磁弁６１と圧
力スイッチ６２と温度スイッチ６３とが直列に接続され
た本発明に係る自動制御回路Ｐａｔ．は、抽気装置の運
転が停止されたとき電源に接続されるようになってい
る。

【００１５】抽気装置の操作を終了したとき本発明の制
御系統Ｐａｔ．が電源に接続されるようにするには、例
えば、抽気装置の駆動電源回路と上記制御系統Ｐａｔ．
との間に切換スイッチを設けることによって達成され
る。上記と異なる実施例として、圧縮機１２や冷熱源１
０の駆動電源回路と前記制御系統Ｐａｔ．との間に切換
スイッチを設けても良い。本発明において切換スイッチ
とは、例えばリレースイッチを用いて切換スイッチと等
価に作用するように構成された制御回路等も含む意であ
る。

【００１６】図２は上記と異なる実施例を示し、上記実
施例と同様ないし類似の制御系統を付加した抽気装置の
系統図である。本図２の実施例は前掲の図５に示した先
願の発明装置に本発明を適用して改良したものであっ
て、図５と同一の符号を付したものは先願の発明におけ
ると同様ないし類似の構成部分である。次に、図２を図
５と比較して異なる点、すなわち、本発明を適用して改
良した事項を説明すると、精溜器（強冷機能を付加した
気液分離器）９内の上部空間と器外大気との間に電磁弁
６１が設けられている。この電磁弁６１は、通電された
とき開弁する構造の常閉形電磁弁である。上記電磁弁６
１の通電回路中に、圧力感応スイッチ６２と温度感応ス
イッチ６３とが直列に介挿接続されている。本実施例の
圧力感応スイッチ６２は、精溜器９内の圧力が２．５kg
f／cm²g以下のときに開き、４．０kgf／cm²g以上で閉じ
る。また温度感応スイッチ６４は、精溜器９内の温度が
−５℃以下のときに閉じ、０℃以上のときには開く。以
上に述べた電磁弁６１と圧力スイッチ６２と温度スイッ
チ６３とが直列に接続された本発明に係る自動制御回路
Ｐａｔ．は、抽気装置の運転が停止されたとき電源に接
続されるようになっている。

【００１７】抽気装置の操作を終了したとき本発明の制
御系統Ｐａｔ．が電源に接続されるようにするには、例
えば、抽気装置の駆動電源回路と上記制御系統Ｐａｔ．
との間に切換スイッチを設けることによって達成され
る。上記と異なる実施例として、圧縮機１２や冷熱源１
０の駆動電源回路と前記制御系統Ｐａｔ．との間に切換
スイッチを設けても良い。

【００１８】以上に述べた実施例（図１，図２）におい
ては、精溜器９および冷熱源１０が設けられていて、先
願の発明におけると同様に抽気操作の随伴冷媒ガス含有
率を極微小に抑制することができる。そして、これらの
実施例（図１，図２）においては、冷凍機１内に漏入し
た非凝縮性ガスの抽出排除（抽気）を終了したとき、精
溜器９内は放出ユニット９ｃの吹き止まり圧力である
４．０kgf／cm²g以上かつ吹き始め圧力である５．０kgf
／cm²g以下になっており、−２０℃程度に深冷されてい
る。抽気操作を一応終了して抽気装置の運転を停止し、
圧縮機１２や冷熱源１０の給電を停止すると、本発明に
係る制御系統Ｐａｔ．が電源に接続される。精溜器９内
の圧力は４．０〜５．０kgf／cm²gであって４．０kgf／
cm²g以上であるから圧力スイッチ６２が閉じており、か
つ、該精溜器９内の温度は−２０℃であって−５℃より
も低いので温度スイッチ６３閉じている。従って電磁弁
６１は通電されて開弁し、精溜器９内の混合ガスを大気
中に放出し、精溜器９内圧が低下して２．５kgf／cm²g
になると圧力スイッチ６２が開いて電磁弁６１が開弁す
る。ただし、上記精溜器９内の混合ガスはこの状態では
深冷されているので従来技術におけるよりも冷媒ガスの
混合率が著しく低い。このようにして、精溜器９内は、
一旦、深冷状態のまま圧力２．５kgf／cm²gとなる。そ
の後、精溜器９内の温度は室温（例えば４０℃）に接近
して平衡し、これに伴って圧力は上昇してゆく。そし
て、精溜器内温度が−０℃になるまで温度スイッチ６３
が閉じている。精溜器内温度が０℃まで上昇した場合に
ついて考えると、器内圧が３kgf／cm²gで圧力スイッチ
６２は開いたままであるから電磁弁６１は閉弁したまま
である。器内温度が０℃以上になると温度スイッチ６３
は閉じるが圧力スイッチ６２が開いたままなので電磁弁
６１は依然として閉弁したままである。精溜器９内の温
度がさらに上昇して約２５℃になると器内圧が４．０kg
f／cm²gになり、圧力スイッチ６２が閉じるが、温度ス
イッチ６３は開いたままなので電磁弁６１は閉弁状態を
維持する。その後、精溜器９内の温度が４０℃になる
と、−２０℃であった時に比して圧力は約２．４kgf／c
m²g上昇して約４．９kgf／cm²gとなる。圧力スイッチ６
２は閉じているが温度スイッチ６３は開いたままなので
電磁弁６１は開弁せず、また放出ユニット９ｃの吹出圧
力５．０kgf／cm²gに達していないので該放出ユニット
９ｃを作動させて混合ガス（冷媒ガス＋非凝縮性ガス）
が大気中に放散される虞れは無い。以上に述べた作用を
要約すると、精溜器９内が−５℃以下の低温状態で、精
溜器９内の混合ガスを予め放出しておくので、該精溜器
内が中，高温となったとき混合ガスの放出は発生しな
い。ここに、低温混合ガスは冷媒含有率が低く、高温混
合ガスは冷媒含有率が高いということを勘案すると、本
実施例における冷媒ガスの放散が著しく抑制されること
を理解し得る。

【００１９】図３は上記とさらに異なる実施例を示し、
抽気装置を具備する冷凍機の模式的な系統図である。本
図３の実施例は前掲の図６に示した先願の発明装置に本
発明を適用して改良したものであって、図６と同一の符
号を付したものは先願の発明におけると同様ないし類似
の構成部分である。次に、図３を図６と比較して異なる
点、すなわち、本発明を適用し改良した事項を説明す
る。

【００２０】先願の発明の１実施例を示した図６におけ
る制御装置２６は、圧力センサ９ｂの出力信号を入力さ
れて電磁弁９ｃ₁および電磁弁１５を開閉制御する機能
を有するものであったが、本実施例における制御装置２
６′は上記の機能に加えて、精溜器９内の温度を検出す
る温度センサ６４の出力信号も入力され、かつ、前記圧
力センサ９ｂの検出値と上記温度センサ６４の検出値と
に基づいて、前記電磁弁９ｃ₁の開閉を制御する機能を
与えてある。上記電磁弁９ｃ₁の開閉制御は、前記二つ
の実施例（図１，図２）における電磁弁６１と同様に、
検出温度がＴ₁（例えば−５℃）のとき、器内圧力がＰ₂
（例えば２．５kgf／cm²g）となるように定数制御を行
なっても良いが、本例（図３）では次に述べるようにし
て変数制御を行なう。すなわち、抽気操作時、電磁弁９
ｃ₁により制御される精溜器内ガス圧力をＰ₁（kgf／cm²
abs）、抽気終了時における温度センサ６４の検出値を
Ｔ₂（°Ｋ）とし、この時の精溜器内冷媒ガス分圧をＰ
ｒ₂kgf／cm²gとし、予想される最高室温をＴｍ（°Ｋ）
とし、温度Ｔｍにおける精溜器内ガス圧力Ｐｍを Ｐｍ＝Ｐ₁−０．１kgf／cm²absとし、精溜器内の冷媒ガ
ス分圧をＰrm kgf／cm²abs精溜器内の空気分圧をＰam k
gf／cm²absとし、抽気操作時に電磁弁９ｃ₁を開弁させ
て制御する精溜器内圧Ｐ₂（kgf／cm²abs)は、 Ｐ₂＝Ｐｒ₂＋Ｐａｍ（Ｔ₂／Ｔｍ）……………（１） ただし、Ｐａｍ＝Ｐｍ−Ｐｒｍ とする。ここに冷媒ガスの分圧Ｐｒｍ，Ｐｒ₂は、それ
ぞれ温度Ｔｍ，Ｔ₂における飽和圧力であって冷媒固有
の数値である。このように構成した場合、精溜器９内の
温度が抽気終了時のＴ₂（°Ｋ）から予想最高室温Ｔｍ
（°Ｋ）に上昇すると、精溜器９内の抽気操作終了時に
おける制御圧力Ｐ₂（kgf／cm²abs）は、Ｐｍ（＝Ｐｒｍ
＋Ｐam kgf／cm²abs）になるがＰ₁（kgf／cm²abs）には
達しない。従って放出ユニット９ｃが作動する虞れは無
い。

【００２１】前掲の図１，図２に示した実施例のように
定数的な制御を行なうと、簡単な装置を用いて冷媒ガス
の放散を著しく抑制することができる。また、図３に示
した実施例のように変数的な制御を行なうと、抽気装置
の作動条件に応じて、冷媒ガスの放散を最少限に抑制す
ることができる。

【００２２】以上に述べた作用，効果から容易に理解し
得るように、本発明における所定の圧力Ｐ₂は、抽気操
作終了後の温度上昇による混合ガスの圧力上昇を予測し
て、上昇後の圧力を見越して所定圧力Ｐ₁にならないよ
うに設定するものである。

【００２３】上述の実施例ではＰ₁に対してＰｍ（Ｔｍ
のときの圧力）を０．１kgf／cm²gだけ低く設定し、抽
気終了時のＴ₂に対応してＰ₂を算出するようにしている
が、制御装置の精度や予想最高室温の予測精度を勘案し
て前記の設定値Ｐｍに適宜の余裕（安全係数的な考え）
を与えることも考えられる。

【００２４】また、Ｐ₂の値を前記所定の圧力Ｐ₁よりも
２〜３kgf／cm²gだけ低く設定するということも実用的
な手法である。

【００２５】また、上記と異なる簡便な設定方法とし
て、精溜器内の深冷温度Ｔ₂をＴ₂＝−２０〜−５℃ と
想定し、Ｐ₂＝２〜３kgf／cm²g と設定することも実用
的である。これは本発明者の実験によって確認された最
善の値である。

【００２６】

【発明の効果】本発明を適用すると、精溜器を備えた抽
気装置によって冷凍機内の混合ガス（漏入した非凝縮性
ガスと冷媒ガスとの混合気体）を抽気した直後、上記精
溜器内の圧力を該精溜器内の温度に応じて下降せしめる
ように、深冷状態の混合ガスを大気中に放出することが
できる。深冷状態であるから冷媒ガスの分圧が低く、該
混合ガス中の冷媒ガス含有率は微少である。上述によう
にして、冷媒ガス分圧の低い混合ガス（純粋に近い非凝
縮性ガス）を放出して精溜器内の圧力を下げておくと、
その後該精溜器内温度が室温まで上昇するに伴い該精溜
器内の圧力は上昇するが、放出ユニットを作動させて大
気中に放出されるに足る圧力までは上昇しない。これに
より、抽気作業において非凝縮性ガスに随伴して大気中
に散失される冷媒ガスの量を、極限的に減少せしめるこ
とができ、地球環境の保全に貢献するところ多大である
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】本発明に係る冷媒の散失防止装置の１実施例を
備えた抽気装置を示す系統図である。

【図２】上記と異なる実施例を示し、上記実施例と同様
ないし類似の制御系統を付加した抽気装置の系統図であ
る。

【図３】上記とさらに異なる実施例を示し、抽気装置を
具備する冷凍機の模範的な系統図である。

【図４】先願の発明に係る抽気装置の１実施例を備えた
冷凍機を示す模式的な系統図である。

【図５】先願の発明に係る抽気装置の、上記と異なる実
施例を備えた冷凍機を示す模式的な系統図である。

【図６】先願の発明に係る抽気装置の、上記とさらに異
なる実施例を備えた冷凍機を示す模式的な系統図であ
る。

【図７】先願の発明に係る抽気装置の、上記とさらに異
なる実施例を備えた冷凍機を示す模式的な系統図であ
る。

【図８】先願の発明に係る抽気装置の、上記とさらに異
なる実施例を備えた冷凍機を示す模式的な系統図であ
る。

【図９】従来例の抽気装置を備えた冷凍機の系統図であ
る。

【図１０】上記と異なる従来例の抽気装置を備えた冷凍
機の系統図である。

【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…冷却ジャケット、９
…精溜器、９ａ…冷却器、９ｃ…放出ユニット、１０…
冷熱源、１０ａ…低温流体、１０ｂ…圧縮機、１０ｃ…
冷却器、６１…電磁弁、６２…圧力スイッチ、６３…温
度スイッチ、６４…温度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮武 輝佳 東京都港区高輪２−20−36 日立ビル施設 エンジニアリング株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷媒
   ガスとの混合ガスを抽出し、圧縮，冷却して冷媒ガスの
   一部を液化させ、液化した冷媒を分離器で回収して冷凍
   機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを加圧し、精溜
   器で強冷して、上記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部
   を液化させ、上記精溜器内のガス圧が所定圧力Ｐ₁とな
   ったとき該精溜器内のガスを放出ユニットから大気中に
   放出する抽気方法において、 前記残余の混合ガスの加圧および精溜器による強冷を停
   止した後、上記精溜器内ガスの温度および圧力を検出
   し、 上記検出温度が所定温度Ｔ₁以下であるときは、該精溜
   器内の圧力が前記の検出圧力値と異なる所定の圧力Ｐ₂
   になるように器内ガスを大気中に放出することを特徴と
   する冷凍機の抽気操作における冷媒の散失防止方法。
2. 【請求項２】 冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷媒
   ガスとの混合ガスを抽出して分離器に導くとともにこれ
   を冷却して冷媒ガスの一部を液化せしめ、回収して冷凍
   機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを加圧し、精溜
   器で強冷して、上記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部
   を液化させ、上記精溜器内のガス圧が所定圧力Ｐ₁とな
   ったとき該精溜器内のガスを放出ユニットから大気中に
   放出する抽気方法において、 前記残余の混合ガスの加圧および精溜器による強冷を停
   止した後、上記精溜器内ガスの温度および圧力を検出
   し、 上記検出温度が所定温度Ｔ₁以下であるときは、該精溜
   器内の圧力が前記の検出圧力値と異なる所定の圧力Ｐ₂
   になるように器内ガスを大気中に放出することを特徴と
   する冷凍機の抽気操作における冷媒の散失防止方法。
3. 【請求項３】 前記の所定圧力Ｐ₂は２〜３kgf／cm²gで
   あり、かつ、前記の所定の温度Ｔ₁は−１０〜０℃であ
   ることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載し
   た冷凍機の抽気操作における冷媒の散失防止方法。
4. 【請求項４】 前記の所定圧力Ｐ₂を、所定圧力Ｐ₁に比
   して２〜３kgf／cm²低く設定することを特徴とする、請
   求項１もしくは請求項２に記載した冷凍機の抽気操作に
   おける冷媒の散失防止方法。
5. 【請求項５】 前記所定の圧力Ｐ₂を、抽気操作停止中
   の当該冷凍機の雰囲気温度が予想される最高温度Ｔｍに
   なったとき精溜器内部圧力が前記所定圧力Ｐ₁よりも低
   くなるように、前記検出温度Ｔ₂と予想最高温度Ｔｍと
   に基づいて算出することを特徴とする、請求項１もしく
   は請求項２に記載した冷凍機の抽気操作における冷媒の
   散失防止方法。
6. 【請求項６】 冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷媒
   ガスとの混合ガスを抽出し、圧縮，冷却して冷媒ガスの
   一部を液化させ、液化した冷媒を分離器で回収して冷凍
   機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを加圧し、精溜
   器で強冷して、上記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部
   を液化させ、上記精溜器内のガス圧が所定圧力Ｐ₁とな
   ったとき該精溜器内のガスを放出ユニットから大気中に
   放出する抽気装置において、 前記精溜器内のガス圧を検出する圧力センサと、同じく
   ガス温度を検出する温度センサとを具備し、かつ、上記
   双方のセンサによって開閉作動せしめられる電磁弁が設
   けられていることを特徴とする、冷凍機の抽気操作にお
   ける冷媒の散失防止装置。
7. 【請求項７】 冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷媒
   ガスとの混合ガスを抽出して分離器に導くとともにこれ
   を冷却して冷媒ガスの一部を液化せしめ、回収して冷凍
   機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを加圧し、精溜
   器で強冷して、上記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部
   を液化させ、上記精溜器内のガス圧が所定圧力Ｐ₁とな
   ったとき該精溜器内のガスを放出ユニットから大気中に
   放出する抽気装置において、 前記精溜器内のガス圧を検出する圧力センサと、同じく
   ガス温度を検出する温度センサとを具備し、かつ、上記
   双方のセンサによって開閉作動せしめられる電磁弁が設
   けられていることを特徴とする、冷凍機の抽気操作にお
   ける冷媒の散失防止装置。
8. 【請求項８】 冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷媒
   ガスとの混合ガスを抽出し、圧縮，冷却して冷媒ガスの
   一部を液化させ、液化した冷媒を分離器で回収して冷凍
   機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを加圧し、精溜
   器で強冷して、上記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部
   を液化させ、上記精溜器内のガス圧が所定圧力Ｐ₁とな
   ったとき該精溜器内のガスを放出ユニットから大気中に
   放出する抽気装置において、 前記精溜器内のガスを大気中に放出せしめる電磁弁が設
   けられており、かつ、上記電磁弁の通電回路中に、
   （イ）精溜器内の圧力によって作動せしめられる圧力感
   度スイッチと、（ロ）精溜器内ガスの温度によって作動
   せしめられる温度感応スイッチとが直列に介挿接続され
   ていることを特徴とする、冷凍機の抽気操作における冷
   媒の散失防止装置。
9. 【請求項９】 冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷媒
   ガスとの混合ガスを抽出して分離器に導くとともに、こ
   れを冷却して冷媒ガスの一部を液化せしめ、回収して冷
   凍機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを加圧し、精
   溜器で強冷して、上記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一
   部を液化させ、上記精溜器内のガス圧が所定圧力Ｐ₁と
   なったとき該精溜器内のガスを放出ユニットから大気中
   に放出する抽気装置において、 前記精溜器内のガスを大気中に放出せしめる電磁弁が設
   けられており、かつ、上記電磁弁の通電回路中に、
   （イ）精溜器内の圧力によって作動せしめられる圧力感
   度スイッチと、（ロ）精溜器内ガスの温度によって作動
   せしめられる温度感度スイッチとが直列に介挿接続され
   ていることを特徴とする、冷凍機の抽気操作における冷
   媒の散失防止装置。
10. 【請求項１０】 前記電磁弁の通電回路は、切換スイッ
    チを介して電源に接続されており、抽気装置本体部分と
    上記電磁弁とは択一的に駆動電流を供給されるようにな
    っていることを特徴とする、請求項６ないし請求項９の
    内の何れかに記載した冷凍機の抽気操作における冷媒の
    散失防止装置。