JPH07269994A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、代替フロン類を冷媒に用いて分解
がなく、冷却機能低下や冷凍装置の腐食を起こすことな
い優れた冷却システムを提供する。 【構成】 冷媒の圧縮液化と膨張ガス化のサイクルによ
るフロンを冷媒とする冷却システムの冷媒循環系に酸素
吸収剤を配する。 【効果】 酸素吸収剤に酸素を吸収除去することにより
代替フロン類の分解を防止し、冷媒として代替フロン類
が容易に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフロンを冷媒とする冷却
システムに関しく、詳しくは、家庭用の冷蔵庫、冷凍
庫、ルームクーラー、カークーラー等の冷却機器さらに
は産業用冷蔵庫、冷凍庫等に採用して、冷媒に代替フロ
ン類を用いても分解することがなく安定的に長期運転が
可能な冷却システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用、産業用の冷凍、冷蔵機器には、
冷媒の圧縮液化−膨張ガス化サイクルによる冷却システ
ムが採用されている。この冷却システムには、安定な冷
媒として従来から特定フロンが好適に使用されてきた。

【０００３】しかしながら、特定フロンはオゾン層破壊
物質として１９９５年中には全廃される。このため、特
定フロンに替えて指定フロン又は代替フロンなどの代替
フロン類の使用が進められているが、代替フロン類は特
定フロンに比べて分解し易いために、冷媒に用いた場
合、冷凍装置や冷却装置の金属材料の腐食や真空度の低
下による熱効率の低下の原因になる。

【０００４】フロン類は本来吸湿性であり、冷媒に伴わ
れて水分が冷却システム中に混入することは好ましくな
く、従来から、冷却システム系内に活性炭や水分吸収剤
を配して水分の除去が行われている。しかし、代替フロ
ン類の場合には、冷却システム系内の単に水分の除去だ
けでは十分でなく、系内に持ち込まれたりリークしたり
してくる微量酸素によって代替フロン類が容易に分解す
るため、さらには圧縮機の潤滑油の分解を促進するた
め、代替フロン類の使用には冷蔵・冷凍機器の冷却機能
と耐用性に問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冷却
システム系内における代替フロン類の分解を防止するこ
とにより、冷却機能低下や装置金属の腐食を防止し、代
替フロン類を使用する冷蔵・冷凍機器の上記問題を解決
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
点に鑑み数々の検討を実施したところ、代替フロン類を
冷媒とする冷却システムの冷媒循環系に酸素吸収剤を配
し、酸素、さらには水分、炭酸ガスおよび有機物をトラ
ップすることにより、容易に上記課題の解決できること
を見いだし、本発明を完成させた。

【０００７】すなわち、本発明は、冷媒の圧縮液化と膨
張ガス化のサイクルによるフロンを冷媒とする冷却シス
テムの冷媒循環系に酸素吸収剤を配することを特徴とす
る冷却システムに関する発明である。さらには、冷媒の
循環系に配する酸素吸収剤が酸素、水分、炭酸ガスおよ
び有機物を吸収する組成物よりなる冷却システムに関す
る発明である。より詳しくは、冷媒の循環系に配する酸
素吸収剤が不飽和結合を有する有機化合物を含む組成物
よりなる冷却システムに関する発明である。

【０００８】本発明に係る冷却システムでは、まず冷媒
のフロンが圧縮機で圧縮され、圧縮された冷媒は放熱器
で放熱して凝縮液化し、次いで液化した冷媒は膨張器で
断熱膨張、気化して温度が低下し、冷却した冷媒が冷却
器で熱交換して外部から熱を奪い冷却する。熱交換を終
えた冷媒ガスは再び圧縮機に戻され、圧縮液化−膨張ガ
ス化の冷却サイクルが繰り返される。

【０００９】本発明においては、酸素吸収剤が上記の冷
却システムの冷媒循環系に配されるが、その配置個所は
酸素吸収剤が吸収機能を発揮できるところであれば特に
限定されず、冷媒フロンが気体状で酸素吸収剤に接触で
きる個所が好ましい。例えば、気体状の冷媒を圧縮器で
圧縮した個所、または冷媒が放熱器で放熱して凝縮して
いる個所、液状冷媒を真空下で気化している個所が挙げ
られ、いずれにしても冷媒が気体状で酸素吸収剤に効率
的に接触できることが好ましい。

【００１０】本発明に冷媒のフロンとしては、指定フロ
ンや代替フロンなどの代替フロン類を用いることができ
る。指定フロンの代表例としては、ＨＣＦＣ−２２、Ｈ
ＣＦＣ−１２３、ＨＣＦＣ−１２４、ＨＣＦＣ−１４１
Ｂ、ＨＣＦＣ−１４２Ｂ、ＨＣＦＣ−２２５ＣＡ、ＨＣ
ＦＣ−２２５ＣＤ等が挙げられ、代替フロンの代表例と
しては、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１３４Ａ、ＨＦＣ−
１５２Ａ等が挙げられる。

【００１１】本発明に係る酸素吸収剤は、水分が実質的
非存在下で酸素を吸収することができるものであり、さ
らには水分、炭酸ガスおよび有機物を吸収することがで
きることがより好ましい。本発明に用いられる酸素吸収
剤は、酸素、水分、炭酸ガスおよび有機物を吸収する組
成物からなる。具体的には、不飽和結合を有する有機物
を含む組成物（Ａ）からなるものであり、さらにアルカ
リ金属又はアルカリ土類金属の酸化物を含む組成物
（Ｂ）を加えることができる。

【００１２】不飽和結合を有する有機物を含む組成物
（Ａ）は、主剤の不飽和結合を有する有機物の他に酸化
促進物質、塩基性物質および吸着剤よりなるものであ
る。不飽和結合を有する有機物としては、不飽和脂肪酸
化合物および／または不飽和基を有する鎖状炭化水素重
合物が用いられる。

【００１３】ここで用いる不飽和脂肪酸化合物とは、炭
素数が１０以上で炭素原子間の二重結合一つ以上を有す
る不飽和脂肪酸、該不飽和脂肪酸のエステル、該不飽和
脂肪酸エステルを含有する油脂類、該不飽和脂肪酸の塩
などである。炭素数が１０以上で炭素原子間の二重結合
一つ以上を有する不飽和脂肪酸としては、例えばオレイ
ン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、パリナ
リン酸、ダイマー酸、リチノレイン酸またはリシノール
酸などが挙げられ、不飽和脂肪酸化合物として、これら
の不飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸のエステル、不飽和脂肪
酸エステル類を含有する油脂、不飽和脂肪酸の金属塩な
どが挙げられる。

【００１４】不飽和基を有する鎖状炭化水素重合物と
は、炭素数が１０以上で炭素原子間の二重結合一つ以上
を有する鎖状炭化水素重合物およびその誘導体である。
該誘導体としては、例えば、水酸基、ホルミル基等の置
換基を有する化合物であってもよい。炭素数が１０以上
で炭素原子間の二重結合一つ以上を有する鎖状炭化水素
重合物としては、ブタジエン、イソプレン、１，３−ペ
ンタジエンなどで例示される鎖状不飽和炭化水素の重合
体を用いることができ、重合体としてオリゴマーであっ
てもよい。

【００１５】不飽和結合を有する有機物は酸素吸収反応
の主剤となるものであり、好ましくは主剤として、不飽
和脂肪酸の遷移金属塩または不飽和脂肪酸の遷移金属塩
と不飽和脂肪酸の混合物、もしくはこれら混合に不飽和
基を有する炭化水素重合物を加えたものが用いられる。
上記の不飽和脂肪酸化合物および鎖状炭化水素重合物は
不純物が混入していても差し支えない。

【００１６】酸化促進物質は、主剤による酸素吸収反応
の役割を果たす物質である。酸化促進物質としては、
鉄、コバルト、クロム、銅、ニッケルなどの遷移金属の
化合物が用いられ、上記遷移金属の炭酸塩、硫酸塩、硝
酸塩などの無機酸塩、飽和脂肪酸塩、不飽和脂肪酸塩な
どの有機酸塩、アミン錯体などが用いられる。酸化促進
物質は、主剤と均一に混合することが望ましく、主剤の
不飽和脂肪酸の遷移金属塩として加えることが好まし
い。

【００１７】ここにいう塩基性物質とは、塩基性物質と
して酸性物質を吸収することができる物質をいい、主剤
の酸素吸収により生成する酸性物質のみならず酸性物質
を補足する役割を果たすものであればよい。塩基性物質
としては、目的を達成するものであれば特に限定されな
いが、好ましくはアルカリ金属またはアルカリ土類金属
の酸化物、水酸化物、炭酸塩、有機酸塩並びに有機アミ
ン類が挙げられる。

【００１８】吸着物質は、主剤を担持して、酸素との接
触面積を増し、酸素吸収速度を増大させる担体の役割を
果たし、かつ、水分を吸収できる物質であり、さらには
酸性物質をできるものが好ましい。吸着物質の好ましい
具体例として、シリカゲル、活性炭、ゼオライト、活性
白土などが用いられる。

【００１９】組成物（Ａ）の各成分の比率は、特に限定
しないが、不飽和有機化合物の主剤１００重量部に対し
て、酸化促進物質は０．０１〜１０重量部、塩基性物質
は１〜１０００重量部、吸着物質は１０〜１０００重量
部からなることが好ましい。

【００２０】組成物（Ａ）としては、上記各成分が混合
され、液状物質は吸着物質に担持させることが好まし
い。組成物（Ａ）の混合物は顆粒状、錠剤状、シート状
などにすることができ、その形状特に限定されない。

【００２１】組成物（Ａ）は、通常、通気性包装材料に
包装した包装体とし、酸素吸収剤として用いられる。ま
た、層状に充填した顆粒状または錠剤状の組成物（Ａ）
を冷却システム系内に配置して冷媒のフロンを通過させ
ることができる。包装体の通気性包装材料としては、例
えば、紙、不織布、微多孔膜などの通気性材料、または
これらに穴開きのプラスチックフィルムなどの基材を積
層した積層が用いられる。

【００２２】アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化
物を含む組成物（Ｂ）は、水分、炭酸ガスおよび有機物
を吸収させるための組成物である。具体的には、水分と
炭酸ガスを吸収する物質としては固形アルカリ金属の酸
化物やアルカリ金属の水酸化物をアルカリ土類酸化物に
含浸した物質が用いられる。また、有機物を吸収させる
物質として吸着剤が用いられ、具体例としては、シリカ
ゲル、活性炭、ゼオライト、活性白土などが挙げら、真
空処理又は１００℃以上で熱処理して用いることが好ま
しい。上記の組成物（Ｂ）は、組成物（Ａ）と混合物と
して用いることができるが、組成物（Ｂ）のみを別の包
装体として組成物（Ａ）の包装体と共に配置することが
できる。

【００２３】本発明の冷却システムにおいては、液化し
た冷媒の気化場所は、真空度６００ｍｍＨｇ以下好まし
くは５００ｍｍＨｇ以下の真空、０℃以下の温度に維持
することが望ましい。また、本発明の冷却システムの系
内の酸素分圧は１ｍｍＨｇ以下、水分分圧は１ｍｍＨｇ
以下に維持される。

【００２４】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。本発明
はこの実施例に拘束を受けるものでない。 実施例１〜実施例１０ 実施例では図１の冷媒の圧縮液化−膨張ガス化サイクル
による冷凍装置を備えた冷蔵庫において、冷媒の圧縮機
３を出た箇所に図２のごときポケット部に酸素吸収剤の
収納部を設け、酸素吸収剤を配置した。

【００２５】酸素吸収剤として、次の組成物（Ａ）およ
び組成物（Ｂ）を、それぞれ、開孔ポリエチレンフィル
ム内張の通気性紙袋（７０×７０ｍｍ）に充填し、酸素
吸収剤包装体として用いた。 組成物（Ａ）：大豆油脂肪酸１ｇに、ナフテン酸コバル
ト０．２ｇを溶かし珪土５ｇに含浸させた後、消石灰
０．１ｇを被覆して顆粒とし、この顆粒状組成物と顆粒
状酸化カルシウム２．５ｇを混合して組成物（Ａ）を調
製した。 組成物（Ｂ）：２００℃、１０ｍｍＨｇの雰囲気下で１
時間熱処理して炭酸ガスを除去した活性炭１０ｇと、生
石灰５ｇに苛生ソーダ水溶液（５０％）１ｇを含浸させ
たソーダライムとを混合して組成物（Ｂ）を調製した。

【００２６】実施例１〜実施例１０において、それぞ
れ、冷媒の種類を変え、酸素吸収剤を配置した冷蔵庫を
連続可動させた。冷凍装置の冷媒の保有量は約１．２kg
であり、装置主要部の配管には圧力配管用炭素鋼管を用
いた。１年間可動後の冷却システム系の酸素分圧および
水分分圧、冷媒中の水分量、並びに、冷凍装置の腐食指
標として、配管内壁の変色状況を表１に示す。比較例と
して、酸素吸収剤の替わりに、合成ゼオライト（２００
℃で乾燥）２１ｇを用いた場合の結果を表１に併記す
る。なお、使用した冷媒のオゾン破壊係数と使用前の水
分含有量を表２に示す。

【００２７】表１の実施例に示すごとく、本発明に係る
酸素吸収剤を用いることにより、系内の酸素および水分
の分圧が低下し、これがため冷媒の分解が防止され、腐
食の前徴である配管の変色は全く認められなかった。一
方、酸素吸収剤に代えて合成ゼオライトを用いた比較例
では、十分水分分圧が低下しなかっただけでなく、酸素
が除去されないために、冷媒の分解が認められ、配管に
は著しい変色が認められ腐食が始まっていた。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、系内に持ち込まれる又
はリークしてくる酸素および水分が冷媒循環系に配した
酸素吸収剤にトラップされることにより、冷媒の代替フ
ロン類の分解が防止される。たとえ、代替フロン類の分
解が微量あったとしても、分解生成物が酸素吸収剤に吸
収され、冷凍能力の低下や冷凍装置の金属材料の腐食を
招くことなく、代替フロン類が容易に冷媒として使用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 冷媒の圧縮液化−膨張ガス化サイクルによる
冷却システム

【図２】 酸素吸収剤の配置場所

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 放熱器 ３ 膨張弁 ４ 冷却器 ５ 酸素吸収剤の配置場所 ５１ 酸素吸収剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒の圧縮液化と膨張ガス化のサイクル
   によるフロンを冷媒とする冷却システムの冷媒の循環系
   に酸素吸収剤を配することを特徴とする冷却システム。
2. 【請求項２】 酸素吸収剤が酸素、水分、炭酸ガスおよ
   び有機物を吸収する組成物よりなることを特徴とする請
   求項１の冷却システム。
3. 【請求項３】 酸素吸収剤が不飽和結合を有する有機化
   合物を含む組成物よりなることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２の冷却システム。