JPH0660307B2 - 冷媒組成物 - Google Patents
冷媒組成物Info
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- JPH0660307B2 JPH0660307B2 JP2056029A JP5602990A JPH0660307B2 JP H0660307 B2 JPH0660307 B2 JP H0660307B2 JP 2056029 A JP2056029 A JP 2056029A JP 5602990 A JP5602990 A JP 5602990A JP H0660307 B2 JPH0660307 B2 JP H0660307B2
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Landscapes
- Lubricants (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷凍装置、特に二元冷凍装置の低温側冷凍サイ
クルに有効であり、且つ、オゾン層を破壊する危険性の
ない冷媒組成物に関する。
クルに有効であり、且つ、オゾン層を破壊する危険性の
ない冷媒組成物に関する。
（ロ）従来の技術 従来のこの種二元冷凍装置は、例えば特開昭５４−２１
６５８号公報に示されている。当該従来技術に示された
構成は低温側冷凍サイクルの蒸発器において−８０℃程
の超低温を得るためのもので、高温側冷凍サイクルの冷
媒としてＲ５００（Ｒ１２（ジクロロフルオロメタン）
とＲ１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）との共沸混
合物）を、また、低温側冷凍サイクルの冷媒としてＲ５
０３（Ｒ１３（クロロトリフルオロメタン）とＲ２３
（トリフルオロメタン）との共沸混合物）を用いてい
る。Ｒ５００の沸点は大気圧（１．０３３kg／cm2ａｂ
ｓ）で−３３．４５℃であり、Ｒ５０３の沸点は大気圧
で−８８．６５℃である。
６５８号公報に示されている。当該従来技術に示された
構成は低温側冷凍サイクルの蒸発器において−８０℃程
の超低温を得るためのもので、高温側冷凍サイクルの冷
媒としてＲ５００（Ｒ１２（ジクロロフルオロメタン）
とＲ１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）との共沸混
合物）を、また、低温側冷凍サイクルの冷媒としてＲ５
０３（Ｒ１３（クロロトリフルオロメタン）とＲ２３
（トリフルオロメタン）との共沸混合物）を用いてい
る。Ｒ５００の沸点は大気圧（１．０３３kg／cm2ａｂ
ｓ）で−３３．４５℃であり、Ｒ５０３の沸点は大気圧
で−８８．６５℃である。
上記Ｒ１２及びＲ１３は圧縮機のオイルと相溶性がよ
く、冷媒回路中のオイルを圧縮機まで引き戻す役割も果
たす。
く、冷媒回路中のオイルを圧縮機まで引き戻す役割も果
たす。
（ハ）発明が解決しようとする課題 然し乍ら上記低温側冷凍サイクルに封入されるＲ５０３
はその中のＲ１３はオゾン層を破壊する恐れがあり、使
用ができなくなってきた。
はその中のＲ１３はオゾン層を破壊する恐れがあり、使
用ができなくなってきた。
その為、Ｒ５０３に代えてＲ２３のみを低温側冷凍サイ
クルに用いると、Ｒ２３は圧縮機オイルとの相溶性が悪
いので、冷凍サイクル中のオイルが圧縮機に戻らなくな
り、冷凍サイクルの配管内壁面に残留して冷媒流通路を
狭めるので、冷媒の循環量も減り、更に、配管の熱交換
効率も悪化するので冷却能力が著しく低下する問題があ
る。
クルに用いると、Ｒ２３は圧縮機オイルとの相溶性が悪
いので、冷凍サイクル中のオイルが圧縮機に戻らなくな
り、冷凍サイクルの配管内壁面に残留して冷媒流通路を
狭めるので、冷媒の循環量も減り、更に、配管の熱交換
効率も悪化するので冷却能力が著しく低下する問題があ
る。
本発明は、係る課題を解決することを目的とする。
（ニ）課題を解決するための手段 請求項１の発明は、トリフルオロメタン（Ｒ２３、ＣＨ
Ｆ3）及びｎ−ペンタン（Ｃ5Ｈ12）から冷媒組成物を構
成したものである。
Ｆ3）及びｎ−ペンタン（Ｃ5Ｈ12）から冷媒組成物を構
成したものである。
更に請求項１の発明においてｎ−ペンタン（Ｃ5Ｈ12）
を１３重量％以上封入したものである。
を１３重量％以上封入したものである。
また、請求項３の発明は、トリフルオロメタン（Ｒ２
３、ＣＨＦ3）及びジクロロモノフルオロメタン（Ｒ２
１、ＣＨＣｌ2Ｆ）から冷媒組成物を構成したものであ
る。
３、ＣＨＦ3）及びジクロロモノフルオロメタン（Ｒ２
１、ＣＨＣｌ2Ｆ）から冷媒組成物を構成したものであ
る。
更に請求項２の発明においてジクロロモノフルオロメタ
ン（Ｒ２１、ＣＨＣｌ2Ｆ）を２８重量％以上封入した
ものである。
ン（Ｒ２１、ＣＨＣｌ2Ｆ）を２８重量％以上封入した
ものである。
（ホ）作用 ｎ−ペンタン及びＲ２１はオゾン層を破壊する危険性が
なく、その沸点はそれぞれ大気圧において＋３６．０７
℃及び＋８．９５℃である。ｎ−ペンタン及びＲ２１は
圧縮機オイルとの相溶性が非常に良好であるため冷媒回
路中のオイルを、それに溶け込ませた状態で圧縮機に帰
還せしめ、特にＲ２１は圧縮機内で蒸発して圧縮機を冷
却する働きをする。
なく、その沸点はそれぞれ大気圧において＋３６．０７
℃及び＋８．９５℃である。ｎ−ペンタン及びＲ２１は
圧縮機オイルとの相溶性が非常に良好であるため冷媒回
路中のオイルを、それに溶け込ませた状態で圧縮機に帰
還せしめ、特にＲ２１は圧縮機内で蒸発して圧縮機を冷
却する働きをする。
更に、出願人は鋭意研究の結果、オイル戻りが良好とな
る混合比を、ｎ−ペンタンの場合は全体の１３重量％以
上、Ｒ２１の場合は２８重量％以上であることを見出し
た。
る混合比を、ｎ−ペンタンの場合は全体の１３重量％以
上、Ｒ２１の場合は２８重量％以上であることを見出し
た。
（ヘ）実施例 次に図面において実施例を説明する。第１図は本発明の
冷媒組成物を使用する二次冷凍装置の冷媒回路図を示し
ている。Ｓ１は高温側冷凍サイクルを、また、Ｓ２は低
温側冷凍サイクルを示している。
冷媒組成物を使用する二次冷凍装置の冷媒回路図を示し
ている。Ｓ１は高温側冷凍サイクルを、また、Ｓ２は低
温側冷凍サイクルを示している。
高温側冷凍サイクルＳ１を構成する圧縮機１の吐出側配
管２は補助凝縮器３に接続され、補助凝縮器３は圧縮機
１のオイルクーラー４、補助凝縮器５、低温側冷凍サイ
クルＳ２を構成する圧縮機６のオイルクーラー７、凝縮
器８、乾燥器９、キャピラリチューブ１０を順次経て、
カスケードコンデンサ１１に接続されて受液器１２を経
て吸込側配管１３にて圧縮機１に接続されている。１４
は各凝縮器３、５及び８の冷却用ファンである。
管２は補助凝縮器３に接続され、補助凝縮器３は圧縮機
１のオイルクーラー４、補助凝縮器５、低温側冷凍サイ
クルＳ２を構成する圧縮機６のオイルクーラー７、凝縮
器８、乾燥器９、キャピラリチューブ１０を順次経て、
カスケードコンデンサ１１に接続されて受液器１２を経
て吸込側配管１３にて圧縮機１に接続されている。１４
は各凝縮器３、５及び８の冷却用ファンである。
低温側冷凍サイクルＳ２の圧縮機６の吐出側配管１５は
オイル分離器１６に接続され、そこで分離された圧縮機
オイルはリターン配管１７にて圧縮機６に帰還せられ
る。一方冷媒は配管１８に流入して吸込側熱交換器１９
と熱交換した後、ガスケードコンデンサ１１内の配管２
０内を通過して凝縮し、乾燥器２１、キャピラリチュー
ブ２２を経て入口管２３より蒸発器２４に流入し、出口
管２５より出て吸込側熱交換器１９内を経て圧縮機６の
吸込側配管２６より圧縮機６に帰還する構成である。２
７は膨張タンクでありキャピラリチューブ２８を介して
吸込側配管２６に接続されている。
オイル分離器１６に接続され、そこで分離された圧縮機
オイルはリターン配管１７にて圧縮機６に帰還せられ
る。一方冷媒は配管１８に流入して吸込側熱交換器１９
と熱交換した後、ガスケードコンデンサ１１内の配管２
０内を通過して凝縮し、乾燥器２１、キャピラリチュー
ブ２２を経て入口管２３より蒸発器２４に流入し、出口
管２５より出て吸込側熱交換器１９内を経て圧縮機６の
吸込側配管２６より圧縮機６に帰還する構成である。２
７は膨張タンクでありキャピラリチューブ２８を介して
吸込側配管２６に接続されている。
高温側冷凍サイクルＳ１にはＲ２２（ジクロロジフルオ
ロメタン、ＣＨＣｌＦ2）が充填される。Ｒ２２の沸点
は大気圧において−４０．７５℃であり、このＲ２２が
各凝縮器３、５及び８にて凝縮し、キャピラリチューブ
１０にて減圧されてカスケードコンデンサ１１に流入し
てそこで蒸発することにより、カスケードコンデンサ１
１は−４０℃程となる。
ロメタン、ＣＨＣｌＦ2）が充填される。Ｒ２２の沸点
は大気圧において−４０．７５℃であり、このＲ２２が
各凝縮器３、５及び８にて凝縮し、キャピラリチューブ
１０にて減圧されてカスケードコンデンサ１１に流入し
てそこで蒸発することにより、カスケードコンデンサ１
１は−４０℃程となる。
低温側冷凍サイクルＳ２にはＲ２３とｎ−ペンタンの冷
媒混合物が充填される。圧縮機６から吐出された冷媒及
び圧縮機オイルはオイル分離器１６に流入する。そこで
気体状の部分と液体状の部分とに分離され、オイルの大
部分は液体であるのでリターン配管１７より圧縮機６に
戻される。気体状の冷媒とオイルは配管１８を通り、吸
込側熱交換器１９と熱交換し、更にカスケードコンデン
サ１１にて高温側冷凍サイクルＳ１内の冷媒の蒸発によ
って冷却されて凝縮せられる。その後、キャピラリチュ
ーブ２２にて減圧された後、蒸発器２４に流入して蒸発
する。この蒸発器２４は図示しない冷凍庫の壁面に熱交
換関係に付設されて庫内を冷却する。
媒混合物が充填される。圧縮機６から吐出された冷媒及
び圧縮機オイルはオイル分離器１６に流入する。そこで
気体状の部分と液体状の部分とに分離され、オイルの大
部分は液体であるのでリターン配管１７より圧縮機６に
戻される。気体状の冷媒とオイルは配管１８を通り、吸
込側熱交換器１９と熱交換し、更にカスケードコンデン
サ１１にて高温側冷凍サイクルＳ１内の冷媒の蒸発によ
って冷却されて凝縮せられる。その後、キャピラリチュ
ーブ２２にて減圧された後、蒸発器２４に流入して蒸発
する。この蒸発器２４は図示しない冷凍庫の壁面に熱交
換関係に付設されて庫内を冷却する。
この低温側冷凍サイクルＳ２中に充填される冷媒混合物
の混合比率と、低温側冷凍サイクルＳ２各部の温度及び
圧力との関係を第２図に示す。
の混合比率と、低温側冷凍サイクルＳ２各部の温度及び
圧力との関係を第２図に示す。
横軸はｎ−ペンタンの混合比率であり、縦軸は温度及び
圧力である。また、図中Ｌ１は圧縮機６の温度、Ｌ２は
吐出側配管１５の温度、Ｌ３は吸込側配管２６の温度を
示す。更に、Ｌ４は圧縮機６の吐出圧力、Ｌ５は蒸発器
２４の出口管２５の温度、Ｌ６は庫内温度、Ｌ７は蒸発
器２４の入口管２３の温度、Ｌ８は圧縮機６の吸込圧力
をそれぞれ示す。
圧力である。また、図中Ｌ１は圧縮機６の温度、Ｌ２は
吐出側配管１５の温度、Ｌ３は吸込側配管２６の温度を
示す。更に、Ｌ４は圧縮機６の吐出圧力、Ｌ５は蒸発器
２４の出口管２５の温度、Ｌ６は庫内温度、Ｌ７は蒸発
器２４の入口管２３の温度、Ｌ８は圧縮機６の吸込圧力
をそれぞれ示す。
ｎ−ペンタンの混合比率を低下させて行った場合、１３
重量％付近を境として吐出側配管１５の温度Ｌ２が低下
し、庫内温度Ｌ６は上昇する。また、吸込側配管２６の
温度Ｌ３及び出口管２５の温度Ｌ５は上昇を続ける。こ
れはオイル分離機１６から配管１８に流入した圧縮機６
のオイルが戻らなくなった為である。即ち、オイルが冷
凍サイクル中に滞留すると配管内面に付着し、流通路の
断面積が減る。それによって冷媒の循環量が減少するの
で圧縮機６の仕事量が減って温度Ｌ２が低下する。一
方、配管の壁面にオイルが付着することが熱交換が悪化
し、庫内温度Ｌ６が上昇するからである。
重量％付近を境として吐出側配管１５の温度Ｌ２が低下
し、庫内温度Ｌ６は上昇する。また、吸込側配管２６の
温度Ｌ３及び出口管２５の温度Ｌ５は上昇を続ける。こ
れはオイル分離機１６から配管１８に流入した圧縮機６
のオイルが戻らなくなった為である。即ち、オイルが冷
凍サイクル中に滞留すると配管内面に付着し、流通路の
断面積が減る。それによって冷媒の循環量が減少するの
で圧縮機６の仕事量が減って温度Ｌ２が低下する。一
方、配管の壁面にオイルが付着することが熱交換が悪化
し、庫内温度Ｌ６が上昇するからである。
従って、ｎ−ペンタンを１３重量％以上封入することに
よって低温側冷凍サイクルＳ２内に循環する圧縮機６の
オイルを、ｎ−ペンタンに溶け込ませた状態で圧縮機６
に良好に帰還させることができることが分かった。
よって低温側冷凍サイクルＳ２内に循環する圧縮機６の
オイルを、ｎ−ペンタンに溶け込ませた状態で圧縮機６
に良好に帰還させることができることが分かった。
一方、ｎ−ペンタンの沸点は高い為、多過ぎれば今度は
蒸発温度が上昇してしまい、二元冷凍装置で必要とされ
る蒸発温度が得られなくなる。これは第２図でｎ−ペン
タンが１５重量％以上から庫内温度Ｌ６が徐々に上昇し
始めることからも分かる。
蒸発温度が上昇してしまい、二元冷凍装置で必要とされ
る蒸発温度が得られなくなる。これは第２図でｎ−ペン
タンが１５重量％以上から庫内温度Ｌ６が徐々に上昇し
始めることからも分かる。
そこで、理想的には混合比率をＲ２３が８６重量％、ｎ
−ペンタンが１４重量％とすることで、吸込圧力（Ｌ
９）が０．７ｋｇ／cm2ａｂｓで庫内温度（Ｌ６）−８
５℃程が得られた。これによって従来のＲ５０３を使用
していた場合と同等の超低温が得られ、且つ、オイル戻
しの問題も解決できた。
−ペンタンが１４重量％とすることで、吸込圧力（Ｌ
９）が０．７ｋｇ／cm2ａｂｓで庫内温度（Ｌ６）−８
５℃程が得られた。これによって従来のＲ５０３を使用
していた場合と同等の超低温が得られ、且つ、オイル戻
しの問題も解決できた。
次に、第３図にＲ２３とＲ２１の冷媒混合物を低温側冷
凍サイクルＳ２に封入した場合の混合比率と、低温側冷
凍サイクルＳ２各部の温度及び圧力との関係を示す。
凍サイクルＳ２に封入した場合の混合比率と、低温側冷
凍サイクルＳ２各部の温度及び圧力との関係を示す。
横軸はＲ２１の混合比率であり、縦軸は温度及び圧力で
ある。また、図中Ｌ１〜Ｌ９は第２図と同一部位の温度
或るいは圧力とする。
ある。また、図中Ｌ１〜Ｌ９は第２図と同一部位の温度
或るいは圧力とする。
Ｒ２１の混合比率を低下させて行った場合、２８重量％
付近を境として吐出側配管１５の温度Ｌ２及び吐出圧力
Ｌ４が低下し、庫内温度Ｌ６及び出口管２５の温度Ｌ５
は上昇する。また、吸込側配管２６の温度Ｌ３は上昇を
続ける。これはオイル分離機１６から配管１８に流入し
た圧縮機６のオイが前述同様に圧縮機６に戻らなくなっ
た為である。
付近を境として吐出側配管１５の温度Ｌ２及び吐出圧力
Ｌ４が低下し、庫内温度Ｌ６及び出口管２５の温度Ｌ５
は上昇する。また、吸込側配管２６の温度Ｌ３は上昇を
続ける。これはオイル分離機１６から配管１８に流入し
た圧縮機６のオイが前述同様に圧縮機６に戻らなくなっ
た為である。
従って、Ｒ２１を２８重量％以上封入することによって
低温側冷凍サイクルＳ２内に循環する圧縮機６のオイル
を、Ｒ２１に溶け込ませた状態で圧縮機６に良好に帰還
させることができることが分かった。
低温側冷凍サイクルＳ２内に循環する圧縮機６のオイル
を、Ｒ２１に溶け込ませた状態で圧縮機６に良好に帰還
させることができることが分かった。
一方Ｒ２１の沸点は高い為、多過ぎれば同様に蒸発温度
が上昇してしまい、二次冷凍装置で必要とされる蒸発温
度が得られなくなる。これは第３図でＲ２１が３０重量
％以上から庫内温度Ｌ６及び蒸発器２４の入口温度Ｌ７
が再び上昇し始めることからも分かる。
が上昇してしまい、二次冷凍装置で必要とされる蒸発温
度が得られなくなる。これは第３図でＲ２１が３０重量
％以上から庫内温度Ｌ６及び蒸発器２４の入口温度Ｌ７
が再び上昇し始めることからも分かる。
そこで、理想的には混合比率をＲ２３が７１重量％、Ｒ
２１が２９重量％とすることで、吸込圧力（Ｌ８）が
０．７kg／cm2ａｂｓで庫内温度（Ｌ６）−８３℃程が
得られる。
２１が２９重量％とすることで、吸込圧力（Ｌ８）が
０．７kg／cm2ａｂｓで庫内温度（Ｌ６）−８３℃程が
得られる。
（ト）発明の効果 本発明によれば、ｎ−ペンタン及びＲ２１はオゾン層を
破壊する危険性がなく、更に、ｎ−ペンタン及びＲ２１
双方共、圧縮機オイルとの相溶性が非常に良好であるた
め冷媒回路中のオイルを、それに溶け込ませた状態で圧
縮機に帰還せしめることができる。従って、オイルが戻
らないことによって発生する冷媒の循環量も減少、配管
の熱交換効率の悪化による冷却能力の著しい低下も防止
できる。特にＲ２１は圧縮機内で蒸発して圧縮機を冷却
する働きもする。
破壊する危険性がなく、更に、ｎ−ペンタン及びＲ２１
双方共、圧縮機オイルとの相溶性が非常に良好であるた
め冷媒回路中のオイルを、それに溶け込ませた状態で圧
縮機に帰還せしめることができる。従って、オイルが戻
らないことによって発生する冷媒の循環量も減少、配管
の熱交換効率の悪化による冷却能力の著しい低下も防止
できる。特にＲ２１は圧縮機内で蒸発して圧縮機を冷却
する働きもする。
各図は実施例を示し、第１図は冷媒回路図、第２図はｎ
−ペンタンの混合比率と冷媒回路各部の温度及び圧力の
相関々係を示す図、第３図はＲ２１の混合比率と冷媒回
路各部の温度及び圧力の相関々係を示す図である。 Ｓ１…高温側冷凍サイクル、Ｓ２…低温側冷凍サイク
ル、１、６…圧縮機、１１…カスケードコンデンサ、２
４…蒸発器。
−ペンタンの混合比率と冷媒回路各部の温度及び圧力の
相関々係を示す図、第３図はＲ２１の混合比率と冷媒回
路各部の温度及び圧力の相関々係を示す図である。 Ｓ１…高温側冷凍サイクル、Ｓ２…低温側冷凍サイク
ル、１、６…圧縮機、１１…カスケードコンデンサ、２
４…蒸発器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯沢 治郎 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 井上 勝彦 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】トリフルオロメタン及びｎ−ペンタンから
成る冷媒組成物。 - 【請求項２】ｎ−ペンタンを１３重量％以上封入したこ
とを特徴とする請求項１記載の冷媒組成物。 - 【請求項３】トリフルオロメタン及びジクロロモノフル
オロメタンから成る冷媒組成物。 - 【請求項４】ジクロロモノフルオロメタンを２８重量％
以上封入したことを特徴とする請求項３記載の冷媒組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056029A JPH0660307B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 冷媒組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056029A JPH0660307B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 冷媒組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255189A JPH03255189A (ja) | 1991-11-14 |
| JPH0660307B2 true JPH0660307B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=13015645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2056029A Expired - Fee Related JPH0660307B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 冷媒組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660307B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP2056029A patent/JPH0660307B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03255189A (ja) | 1991-11-14 |
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