JPH06221696A - 圧縮式冷凍機 - Google Patents

圧縮式冷凍機

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JPH06221696A
JPH06221696A JP5010472A JP1047293A JPH06221696A JP H06221696 A JPH06221696 A JP H06221696A JP 5010472 A JP5010472 A JP 5010472A JP 1047293 A JP1047293 A JP 1047293A JP H06221696 A JPH06221696 A JP H06221696A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、潤滑油中へ混入する水分もしくは塩
素を除去して代替冷媒の使用を可能にした圧縮式冷凍機
を提供することを目的とする。 【構成】蒸発器（２）、凝縮器（１）、蒸発器（２）か
らの冷媒ガスを圧縮する圧縮機（３）、この圧縮機
（３）を駆動する駆動源（５）、潤滑油が循環する潤滑
油系統（７）及び冷媒が循環する冷媒系統（１４、３
２、３６）を備える圧縮式冷凍機において、潤滑油系統
（７）に水分除去装置もしくは塩素除去装置（８）を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、冷媒にＣｌ基を含ま
ない冷媒を用いる圧縮式冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＦＣ１１，ＣＦＣ１２，ＨＣＦＣ１２
３，ＨＣＦＣ２２等のＣｌ基を含む冷媒を使用する圧縮
式冷凍機では、圧縮機の潤滑油として用いる鉱油（ター
ビン油など）は大気中に開放しても水分の吸湿量が少な
いために、特に油中の水分を除去する手段は不要であっ
た。しかし上記冷媒に代わるＣｌ基を含まない、いわゆ
る代替冷媒、例えばＨＦＣ１３４ａ（１,１,１,２テト
ラフルオロエタン）では鉱油との相溶性がなく、２相分
離するために圧縮式冷凍機には鉱油は使用できない。し
たがって、相溶性を持たせるために新たに分子設計をし
た合成油（例えばエステル油）の使用が不可欠となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記合成油は
水分を吸湿しやすい性質を持っており、水分が多量に混
入すると合成油は加水分解し、潤滑油の機能が損なわれ
る欠点があった。又塩素物に対して不安定であり、塩素
分が多量に混入すると合成油は加水分解し、潤滑油の機
能が損なわれる欠点があった。又、一般に潤滑油中に水
分が混入するのは、圧縮式冷凍機の稼動前に行う水を用
いた機密試験時の水が完全に除去されずに機内に残存す
るが、合成油では特にこの残存した水が合成油中に混じ
り込み易い。
【０００４】又圧縮式冷凍機が組立て時に塩素系洗浄剤
を使用して洗浄され、洗浄後に洗剤が完全に除去されな
い場合に、合成油は塩素物に対して不安定であり、塩素
と混合すると合成油は加水分解し、水分と同様に劣化が
加速されて潤滑油はその機能が損なわれる。
【０００５】本発明は、合成油中へ混入した水分もしく
は塩素を除去して代替冷媒の使用を可能にした圧縮式冷
凍機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、蒸発器、凝
縮器、蒸発器からの冷媒ガスを圧縮する圧縮機、この圧
縮機を駆動する駆動機及び潤滑油が循環する油系統を備
える圧縮式冷凍機において、油系統に水分除去装置を設
けることによって、達成される。
【０００７】又上記目的は、、蒸発器、凝縮器、蒸発器
からの冷媒ガスを圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動す
る駆動機及び潤滑油が循環する油系統を備える圧縮式冷
凍機において、油系統に塩素除去装置を設けることによ
って、達成される。
【０００８】
【作用】水分を除去するために使用する水分除去装置が
水分のみを吸着する材質のものから構成されており、こ
の水分除去装置を潤滑油が通過すると潤滑油中の水分の
みが捕集されるので、潤滑油中の水分が除去される。
【０００９】塩素を除去するために使用する塩素除去装
置が塩素のみを吸着する材質のものから構成されてお
り、この塩素除去装置を潤滑油が通過すると潤滑油中の
塩素のみが捕集されるので、潤滑油中の塩素分が除去さ
れる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を圧縮機にタ−ボ圧縮機を用
いるタ−ボ冷凍機にしたがって図１及び図２を用いて説
明する。
【００１１】タ−ボ冷凍機は凝縮器１、蒸発器２、圧縮
機（タ−ボ圧縮機）３及びこの圧縮機３を駆動する駆動
源５から構成される。凝縮器１は高温高圧の冷媒ガスを
冷却するため外部から冷却水を導入する伝熱管１Ａを内
臓し、又蒸発器２は外部へ冷水を取り出すための伝熱管
２Ａを内臓している。凝縮器１、蒸発器２及び圧縮機３
は冷媒系統１４で接続され、凝縮器１及び蒸発器２の間
には膨張弁１４Ａが介在している。圧縮機３の下部には
潤滑油を貯える油タンク４があり、この油タンク４内に
は潤滑油を循環させる油ポンプ６が設けられている。潤
滑油系統７は前記油ポンプ６と圧縮機３及び駆動源５の
間に形成されて潤滑油をそれぞれの軸受部５１Ａ，５１
Ｂ，５１Ｃに循環させる構造になっている。この潤滑油
系統７には水分除去装置８、ほかに水分検知器９、オイ
ルク−ラ１０、オイルストレ−ナ（濾過器）１１、仕切
りバルブ１２、１３などが設けられている。
【００１２】図２は前記水分除去装置８の詳細図で、容
器２０内には乾燥剤２１が充填されている。乾燥剤２１
には冷媒の分子径より小さい孔を有し、水分を吸着する
機能のある例えばモレキュラ−シ−ブ（分子篩）を用い
る。ばね２２は乾燥剤２１を容器２０内に固定するため
のものである。
【００１３】なお、冷媒としてはＣｌを含まないいわゆ
る代替冷媒を用いるが、本実施例ではＨＦＣ１３４ａを
使用している（以下の他の実施例でも同じ）。又潤滑油
としては合成油を用いるが、本実施例ではエステル油を
使用している（以下の他の実施例でも同じ）。
【００１４】次に上記構成のタ−ボ冷凍機の作用につい
て説明する。
【００１５】圧縮機３で圧縮された高温高圧の冷媒ガス
は凝縮器１へ導入され、ここで伝熱管１Ａを流れる冷却
水で冷却され液化して液冷媒となる。凝縮器１を出た低
温高圧の液冷媒は膨張弁１４を通過する際に更に温度を
下げて低温低圧の液冷媒となって蒸発器２に溜る。ここ
で、たとえば外部空調負荷で空気と熱交換して温度上昇
して戻ってきた冷水が伝熱管２Ａで液冷媒と熱交換する
ことによって液冷媒は蒸発し冷媒ガスとなる。この冷媒
ガスは圧縮機３で圧縮されて再び高温高圧の冷媒ガスと
なり、凝縮器１へ導入され、ここで伝熱管１Ａを流れる
冷却水で冷却され液化して液冷媒となるサイクルを繰り
返す。油ポンプ６を運転すると、潤滑油は水分除去装置
８、水分検知器９、オイルク−ラ１０、オイルストレ−
ナ１１を通過し、潤滑油中の水分が水分除去装置８を通
過する際に吸着され、潤滑油中から水分が除去される。
なお、冷凍機を運転せずに油ポンプ６のみを単独で運転
し、潤滑油を循環させることによっても水分を除去でき
る。水分検知器９には、例えば水分含有量によって色合
いが変わるインジケ−タを使用すれば水分除去装置８の
交換時期を知ることができる（そのほかアラ−ムで交換
時期を知らせる水分検知手段を用いてもよい）。オイル
ク−ラ１０は潤滑油を冷却して油温の上昇を防止する。
又、オイルストレ−ナ１１によってオイルに混入する粒
状物が除去される。水分除去装置８の交換は仕切りバル
ブ１２、１３を閉めた状態で行うので、交換のために機
内の冷媒を回収する必要はない。
【００１６】図３は容器２０内に水分除去と粒状物除去
との機能を兼備させるために、乾燥剤を固形にした水分
除去兼ストレ−ナ２３を充填したものである。
【００１７】又水分除去装置７に代えて塩素除去装置、
例えば容器内にチャコ−ルフイルタを充填したものを水
分除去装置８ど同位置に配置することによって潤滑油中
の塩素を除去できる。
【００１８】図４は、容器２０内に前記ドライヤ兼スト
レ−ナ２３とチャコ−ルフイルタ２４とを直列に配置し
たもので、潤滑油中の水分及び塩素を除去できるように
したもので、前述の水分除去装置８と同位置に配置する
ことによって潤滑油中の塩素を除去できる。
【００１９】図５は本発明の他の実施例で、自動油回収
機能を備えた圧縮式冷凍機であり、上述実施例と異なる
部分についてのみ説明する。
【００２０】潤滑油系統６を分岐した潤滑油の分岐系３
０を形成して油タンク４に戻している。この分岐系３０
にはエゼクタ３１を設けている。蒸発器２の冷媒液面以
下であって冷媒液面近くに冷媒系統３２を設けて油回収
器３３に接続する。ヒ−タ３４は前記油回収器３３内の
冷媒液を加熱するためのものである。回収油系統３５は
前記油回収器３３の底部に設けられて前記エゼクタ３１
に接続されている。更に前記油回収器３３の上部には冷
媒を回収するための冷媒系統３６が設けられ前記蒸発器
２と圧縮器３との間の冷媒系統１３に接続されている。
【００２１】上記構成のタ−ボ冷凍機の機能は次の通り
である。
【００２２】蒸発器２の冷媒液面付近では、圧縮機３か
ら洩れ込む潤滑油分が冷媒中に溶け込み、冷媒中の潤滑
油の含有量が蒸発器２の底部に比較して多い状態にあ
る。この部分より冷媒液を油回収器３３に冷媒系統３２
を経由して取り込む。油回収器３では、凝縮器１からの
冷媒ガスを配管３４に通し、この熱で油回収器３３内の
冷媒液を加熱し潤滑油分の濃度を高める。一方、潤滑油
に混入している水分は、油回収器３３内で潤滑油ととも
にエゼクタ３１で発生する負圧で油回収器３３から吸い
上げられ、潤滑油といっしょに水分除去装置８、水分検
知器１１を経由して油タンク４に戻る過程で、水分除去
装置８によって水分の除去が行われる。なお、水分除去
装置８はオイルストレ−ナ１１とエゼクタ３１との間以
外に、油ポンプ６とエゼクタ３１との間、もしくはエゼ
クタ３１と油回収器３３との間等に配置することもでき
る。
【００２３】本実施例によれば、潤滑油系統７のみなら
ず冷媒系統３２中の水分も除去することができる。、図
６は更に他の実施例で、凝縮器と油タンクとの差圧を利
用して回収油及び冷媒系統中から水分を除去する例で、
凝縮器１と油タンク４とを接続して冷媒ガス系統４０を
設け、この冷媒ガス系統４０にエゼクタ３１を配置して
このエゼクター３１に油回収器３３からの回収油系統３
５を接続する。
【００２４】上記構成のタ−ボ冷凍機の機能は次の通り
である。
【００２５】油回収器３３から油を吸い上げるために、
凝縮器１と油タンク４との差圧により生ずる冷媒ガスの
流れを利用し、エゼクタ３１で必要な負圧を発生させて
いる。油回収器３３で回収した回収油によって吸引され
エゼクタ３１からの冷媒ガスとともに水分除去装置７を
通過することによって回収油及び冷媒ガス中の水分が除
去される。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、潤滑油中へ混入する水
分もしくは塩素を除去していわゆる代替冷媒の使用を可
能にする圧縮式冷凍機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮式冷凍機の実施例の系統図。
【図２】図１の実施例の圧縮式冷凍機に用いる水分除去
装置の詳細図。
【図３】水分除去装置の他の実施例の詳細図。
【図４】水分除去装置と塩素除去装置の実施例の詳細
図。
【図５】本発明の圧縮式冷凍機の他の実施例の系統図。
【図６】本発明の圧縮式冷凍機の更に他の実施例の系統
図。
【符号の説明】
１…凝縮器、２…蒸発器、３…圧縮機、４…油タンク、
５…駆動源、６…油ポンプ、、７…潤滑油系統、８…水
分除去装置（塩素除去装置）、９…オイルクーラ、１０
…オイルストレーナ、１１…水分検知器、１４、３２、
３６…冷媒系統、３１…エゼクタ、３５…回収油系統。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガスを
    圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑油
    が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を備
    える圧縮式冷凍機において、潤滑油系統に水分除去装置
    を設けることを特徴とする圧縮式冷凍機。
  2. 【請求項２】請求項１記載の圧縮式冷凍機のおいて、潤
    滑油系統に水分検知手段を設けることを特徴とする圧縮
    式冷凍機。
  3. 【請求項３】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガスを
    圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑油
    が循環する循環油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を備
    える圧縮式冷凍機において、循環油系統に塩素除去装置
    を設けることを特徴とする圧縮式冷凍機。
  4. 【請求項４】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガスを
    圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑油
    が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統をを
    備える圧縮式冷凍機において、潤滑油系統に水分除去装
    置と塩素除去装置とを設けることを特徴とする圧縮式冷
    凍機。
  5. 【請求項５】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガスを
    圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑油
    が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を備
    える圧縮式冷凍機において、冷媒に混入した潤滑油を油
    タンクに回収する油回収器を前記冷媒系統に設け、潤滑
    油系統に配置したエゼクタに前記油回収器で回収した回
    収油系統を接続して前記油タンクに回収油を戻すととも
    に、前記エゼクタを配置した潤滑油系統に水分除去装置
    を設けることを特徴とする圧縮式冷凍機。
  6. 【請求項６】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガスを
    圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑油
    が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を備
    える圧縮式冷凍機において、冷媒に混入した潤滑油を油
    タンクに回収する油回収器を前記冷媒系統に設け、潤滑
    油系統に配置したエゼクタに前記油回収器で回収した回
    収油系統を接続して前記油タンクに回収油を戻すととも
    に、前記エゼクタを配置した潤滑油系統に塩素除去装置
    を設けることを特徴とする圧縮式冷凍機。
  7. 【請求項７】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガスを
    圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑油
    が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を備
    える圧縮式冷凍機において、冷媒に混入した潤滑油を油
    タンクに回収する油回収器を前記冷媒系統に設け、潤滑
    油系統に配置したエゼクタに前記油回収器で回収した回
    収油系統を接続して前記油タンクに回収油を戻すととも
    に、前記エゼクタを配置した潤滑油系統に水分除去装置
    及び塩素除去装置を設けることを特徴とする圧縮式冷凍
    機。
  8. 【請求項８】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガスを
    圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑油
    が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を備
    える圧縮式冷凍機において、冷媒に混入した潤滑油を油
    タンクに回収する油回収器を前記冷媒系統に設け、前記
    凝縮器と前記油タンクとを接続して両者の差圧により生
    じるところの冷媒ガス系にエゼクタを配置し、このエゼ
    クタに前記油回収器で回収した回収油系統を接続して前
    記油タンクに油を戻すとともに、前記冷媒ガス系統に水
    分除去装置を設けることを特徴とする圧縮式冷凍機。
  9. 【請求項９】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガスを
    圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑油
    が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を備
    える圧縮式冷凍機において、冷媒に混入した潤滑油を油
    タンクに回収する油回収器を前記冷媒系統に設け、前記
    凝縮器と前記油タンクとを接続して両者の差圧により生
    じるところの冷媒ガス系にエゼクタを配置し、このエゼ
    クタに前記油回収器で回収した回収油系統を接続して前
    記油タンクに油を戻すとともに、前記冷媒ガス系統に塩
    素除去装置を設けることを特徴とする圧縮式冷凍機。
  10. 【請求項１０】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガス
    を圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑
    油が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を
    備える圧縮式冷凍機において、冷媒に混入した潤滑油を
    油タンクに回収する油回収器を前記冷媒系統に設け、前
    記凝縮器と前記油タンクとを接続して両者の差圧により
    生じるところの冷媒ガス系にエゼクタを配置し、このエ
    ゼクタに前記油回収器で回収した回収油系統を接続して
    前記油タンクに油を戻すとともに、前記冷媒ガス系統に
    水分除去装置と塩素除去装置とを設けることを特徴とす
    る圧縮式冷凍機。
  11. 【請求項１１】請求項７，８，９のいずれかに記載の圧
    縮式冷凍機において、冷媒系統を蒸発器の冷媒液面と油
    回収器との間に形成することを特徴とする圧縮式冷凍
    機。
  12. 【請求項１２】蒸発器、凝縮器、蒸発器からの冷媒ガス
    を圧縮する圧縮機、この圧縮機を駆動する駆動機、潤滑
    油が循環する潤滑油系統及び冷媒が循環する冷媒系統を
    備える圧縮式冷凍機において、冷媒にＣｌ基を含まない
    冷媒を用い、潤滑油に合成油を用いて潤滑油系統に水分
    除去装置を設けることを特徴とする圧縮式冷凍機。
  13. 【請求項１３】冷媒にＨＦＣ１３４ａを用い、合成油に
    エステル油を用いることを特徴とする請求項１２記載の
    圧縮式冷凍機。
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