JPH0882459A - Ｈｆｃ系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置 - Google Patents
Ｈｆｃ系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置Info
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- JPH0882459A JPH0882459A JP24330994A JP24330994A JPH0882459A JP H0882459 A JPH0882459 A JP H0882459A JP 24330994 A JP24330994 A JP 24330994A JP 24330994 A JP24330994 A JP 24330994A JP H0882459 A JPH0882459 A JP H0882459A
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Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 オゾン層を破壊する危険がなく、不燃性であ
るＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用いても冷凍サイクル中
の冷媒混合物の組成変化を少なくでき、長期に亘り安定
して運転できる冷凍装置を開発する。 【構成】 凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ、
蒸発器、アキュムレータおよび圧縮機などを備え、該圧
縮機で圧縮される冷媒としてＨＦＣ系非共沸冷媒混合物
を用いた冷凍装置において、該凝縮器の熱交換コイルお
よび／または該蒸発器の熱交換コイルに気液混合状態の
冷媒を混合する手段を少なくとも１個設けたことを特徴
とする。
るＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用いても冷凍サイクル中
の冷媒混合物の組成変化を少なくでき、長期に亘り安定
して運転できる冷凍装置を開発する。 【構成】 凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ、
蒸発器、アキュムレータおよび圧縮機などを備え、該圧
縮機で圧縮される冷媒としてＨＦＣ系非共沸冷媒混合物
を用いた冷凍装置において、該凝縮器の熱交換コイルお
よび／または該蒸発器の熱交換コイルに気液混合状態の
冷媒を混合する手段を少なくとも１個設けたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＨＦＣ系非共沸冷媒混合
物を用いた冷凍装置に関するものであり、さらに詳しく
はオゾン層を破壊する危険がなく、不燃性であるＨＦＣ
系非共沸冷媒混合物を用いても、冷凍サイクル中の該冷
媒混合物の組成変化を少なくすることができるので長期
に亘り安定して運転することができる冷凍装置に関する
ものである。
物を用いた冷凍装置に関するものであり、さらに詳しく
はオゾン層を破壊する危険がなく、不燃性であるＨＦＣ
系非共沸冷媒混合物を用いても、冷凍サイクル中の該冷
媒混合物の組成変化を少なくすることができるので長期
に亘り安定して運転することができる冷凍装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷凍機の冷媒として用いられてい
るものはジクロロジフルオロメタン（以下Ｒ−１２とい
う）や共沸混合冷媒のＲ−１２と１，１−ジフルオロエ
タン（Ｒ−１５２ａ）とからなるＲ−５００が多い。Ｒ
−１２の沸点は大気圧で−２９．６５℃で、Ｒ５００の
沸点は−３３．４５℃であり、通常の冷凍装置に好適で
あり、Ｒ−１２などのＣＦＣ系冷媒と相溶性のある鉱物
油やアルキルベンゼン系油などの冷凍機油を使用した冷
凍サイクルは、信頼性、耐久性などの高い品質レベルに
至っている。
るものはジクロロジフルオロメタン（以下Ｒ−１２とい
う）や共沸混合冷媒のＲ−１２と１，１−ジフルオロエ
タン（Ｒ−１５２ａ）とからなるＲ−５００が多い。Ｒ
−１２の沸点は大気圧で−２９．６５℃で、Ｒ５００の
沸点は−３３．４５℃であり、通常の冷凍装置に好適で
あり、Ｒ−１２などのＣＦＣ系冷媒と相溶性のある鉱物
油やアルキルベンゼン系油などの冷凍機油を使用した冷
凍サイクルは、信頼性、耐久性などの高い品質レベルに
至っている。
【０００３】しかしながら、上記の各冷媒は、その高い
オゾン破壊の潜在性により、大気中に放出されて地球上
空のオゾン層に到達すると、このオゾン層を破壊する。
このオゾン層の破壊は冷媒中の塩素基（Ｃｌ）により引
き起こされる。そこで、この塩素基の含有量の少ない冷
媒、例えばクロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２、
以下Ｒ−２２という）、塩素基を含まない冷媒、例えば
ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２、以下Ｒ−３２とい
う）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５、以下Ｒ
−１２５という）や１，１，１，２−テトラフルオロエ
タン（ＨＦＣ−１３４ａ、以下Ｒ−１３４ａという）、
あるいはこれらの混合物がこれらの代替冷媒として考え
られている。このＲ−２２の沸点は、大気圧で−４０．
８２℃で、Ｒ−３２の沸点は、−５１．７℃で、Ｒ−１
２５の沸点は、−４８．５℃、Ｒ−１３４ａの沸点は、
−２６．５℃である。
オゾン破壊の潜在性により、大気中に放出されて地球上
空のオゾン層に到達すると、このオゾン層を破壊する。
このオゾン層の破壊は冷媒中の塩素基（Ｃｌ）により引
き起こされる。そこで、この塩素基の含有量の少ない冷
媒、例えばクロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２、
以下Ｒ−２２という）、塩素基を含まない冷媒、例えば
ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２、以下Ｒ−３２とい
う）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５、以下Ｒ
−１２５という）や１，１，１，２−テトラフルオロエ
タン（ＨＦＣ−１３４ａ、以下Ｒ−１３４ａという）、
あるいはこれらの混合物がこれらの代替冷媒として考え
られている。このＲ−２２の沸点は、大気圧で−４０．
８２℃で、Ｒ−３２の沸点は、−５１．７℃で、Ｒ−１
２５の沸点は、−４８．５℃、Ｒ−１３４ａの沸点は、
−２６．５℃である。
【０００４】ＨＦＣ系冷媒混合物とはＨＦＣ系冷媒の２
種あるいは３種以上の混合物であり、通常、混合物の沸
点と露点が相違している組み合わせが多い。本発明にお
いてはこれらの混合物をＨＦＣ系非共沸冷媒混合物と称
す。ＨＦＣ系非共沸冷媒混合物は、具体的には例えば、
Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ／１３４ａ（重量比４４／５２／
４）（Ｒ４０４Ａ、沸点−４６．７８℃、露点−４６．
０８℃、商品名：ＨＰ６２、デュポン社製）、Ｒ３２／
Ｒ１２５／１３４ａ（重量比２０／４０／４０）（Ｒ４
０７Ａ、沸点−４５．４℃、露点−３８．８℃、商品
名：ＫＬＥＡ６０Ｇ２、ＩＣＩ社製）などを挙げること
ができる。
種あるいは３種以上の混合物であり、通常、混合物の沸
点と露点が相違している組み合わせが多い。本発明にお
いてはこれらの混合物をＨＦＣ系非共沸冷媒混合物と称
す。ＨＦＣ系非共沸冷媒混合物は、具体的には例えば、
Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ／１３４ａ（重量比４４／５２／
４）（Ｒ４０４Ａ、沸点−４６．７８℃、露点−４６．
０８℃、商品名：ＨＰ６２、デュポン社製）、Ｒ３２／
Ｒ１２５／１３４ａ（重量比２０／４０／４０）（Ｒ４
０７Ａ、沸点−４５．４℃、露点−３８．８℃、商品
名：ＫＬＥＡ６０Ｇ２、ＩＣＩ社製）などを挙げること
ができる。
【０００５】図６に代表的な冷凍回路の例を示す。１は
圧縮機、２は凝縮器、３はドライヤ、４はキャピラリー
チューブ、５は蒸発器、６はアキュムレーターである。
矢印は冷媒の流れ方向を示す。ＨＦＣ系非共沸冷媒混合
物を用いた冷凍サイクルは、非共沸混合物であるために
冷凍サイクルの各部で該冷媒混合物の組成が変化し、例
えば運転する日によって凝縮器２の熱交換コイルの入口
と出口の間で、あるいは蒸発器５の熱交換コイルの入口
と出口の間で該冷媒混合物の組成が変化したり、温度変
化が大きく、冷凍容量や冷凍能力が均一でなくなるので
長期に亘り安定して運転することができない欠点があ
る。
圧縮機、２は凝縮器、３はドライヤ、４はキャピラリー
チューブ、５は蒸発器、６はアキュムレーターである。
矢印は冷媒の流れ方向を示す。ＨＦＣ系非共沸冷媒混合
物を用いた冷凍サイクルは、非共沸混合物であるために
冷凍サイクルの各部で該冷媒混合物の組成が変化し、例
えば運転する日によって凝縮器２の熱交換コイルの入口
と出口の間で、あるいは蒸発器５の熱交換コイルの入口
と出口の間で該冷媒混合物の組成が変化したり、温度変
化が大きく、冷凍容量や冷凍能力が均一でなくなるので
長期に亘り安定して運転することができない欠点があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、オゾ
ン層を破壊する危険がなく、不燃性であるＨＦＣ系非共
沸冷媒混合物を用いても、凝縮器の熱交換コイルの入口
と出口の間で、あるいは蒸発器の熱交換コイルの入口と
出口の間で該冷媒混合物の組成を均一にし、温度変化を
少なくして、長期に亘り安定して運転できる冷凍装置を
提供することである。
ン層を破壊する危険がなく、不燃性であるＨＦＣ系非共
沸冷媒混合物を用いても、凝縮器の熱交換コイルの入口
と出口の間で、あるいは蒸発器の熱交換コイルの入口と
出口の間で該冷媒混合物の組成を均一にし、温度変化を
少なくして、長期に亘り安定して運転できる冷凍装置を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題に
鑑み鋭意研究した結果、熱交換コイルの内部に気液混合
状態の冷媒を混合する手段を設けて冷媒を混合すること
により課題を解決できることを見出し、本発明をなすに
至った。
鑑み鋭意研究した結果、熱交換コイルの内部に気液混合
状態の冷媒を混合する手段を設けて冷媒を混合すること
により課題を解決できることを見出し、本発明をなすに
至った。
【０００８】即ち、本発明は、冷媒を凝縮液化する凝縮
器、キャピラリーチューブ、液化冷媒を蒸発させる蒸発
器、アキュムレータおよび蒸発気化した冷媒を圧縮して
凝縮器に吐出する圧縮機などを備え、該圧縮機で圧縮さ
れる冷媒としてＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍
装置において、該凝縮器の熱交換コイルおよび／または
該蒸発器の熱交換コイルに気液混合状態の冷媒を混合す
る手段を少なくとも１個設けたことを特徴とするＨＦＣ
系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置に関するものであ
る。
器、キャピラリーチューブ、液化冷媒を蒸発させる蒸発
器、アキュムレータおよび蒸発気化した冷媒を圧縮して
凝縮器に吐出する圧縮機などを備え、該圧縮機で圧縮さ
れる冷媒としてＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍
装置において、該凝縮器の熱交換コイルおよび／または
該蒸発器の熱交換コイルに気液混合状態の冷媒を混合す
る手段を少なくとも１個設けたことを特徴とするＨＦＣ
系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置に関するものであ
る。
【０００９】
【作用】本発明においては、凝縮器の熱交換コイルや蒸
発器の熱交換コイルの内部に邪魔板、多孔板、プロペ
ラ、スタテイックミキサなどから選ばれる部材を配設し
た混合部材からなる冷媒混合手段を、熱交換コイルの入
口と出口の間の適当な箇所に少なくとも１個設けて、熱
交換コイル中を流れる気液混合状態の冷媒を混合するこ
とにより熱交換コイルの入口と出口の冷媒混合物の組成
変化を最小にでき、かつ温度変化を最小にできる。本発
明において混合部材を配設する箇所は、熱交換コイルの
気液混合部であればいずれでもよく特に限定されない。
熱交換コイルの温度、圧力、冷媒組成などにより、熱交
換コイルの入口と出口間の冷媒混合物の組成変化を最小
にし、温度変化を最小にするように適宜決めることがで
きる。混合部材を配設する箇所の具体例としては、熱交
換コイルの入口から出口までの全長の中央部、入口から
全長の２／３の箇所、あるいはこれらの両方の箇所など
を挙げることができる。本発明において、冷凍機油は特
に限定されない。鉱油系潤滑油、アルキルベンゼン系潤
滑油、エステル系潤滑油、エーテル系潤滑油あるいはこ
れらの混合物などが好ましく使用できる。
発器の熱交換コイルの内部に邪魔板、多孔板、プロペ
ラ、スタテイックミキサなどから選ばれる部材を配設し
た混合部材からなる冷媒混合手段を、熱交換コイルの入
口と出口の間の適当な箇所に少なくとも１個設けて、熱
交換コイル中を流れる気液混合状態の冷媒を混合するこ
とにより熱交換コイルの入口と出口の冷媒混合物の組成
変化を最小にでき、かつ温度変化を最小にできる。本発
明において混合部材を配設する箇所は、熱交換コイルの
気液混合部であればいずれでもよく特に限定されない。
熱交換コイルの温度、圧力、冷媒組成などにより、熱交
換コイルの入口と出口間の冷媒混合物の組成変化を最小
にし、温度変化を最小にするように適宜決めることがで
きる。混合部材を配設する箇所の具体例としては、熱交
換コイルの入口から出口までの全長の中央部、入口から
全長の２／３の箇所、あるいはこれらの両方の箇所など
を挙げることができる。本発明において、冷凍機油は特
に限定されない。鉱油系潤滑油、アルキルベンゼン系潤
滑油、エステル系潤滑油、エーテル系潤滑油あるいはこ
れらの混合物などが好ましく使用できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の内容を実施例によりさらに具
体的に説明するが、本発明はこの内容に何ら限定される
ものではない。図１に、ＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用
いた冷凍装置の凝縮器２の熱交換コイル７を示す。８は
冷媒の入口８、９は冷媒の出口を示す。矢印は混合冷媒
の流れ方向を示す。
体的に説明するが、本発明はこの内容に何ら限定される
ものではない。図１に、ＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用
いた冷凍装置の凝縮器２の熱交換コイル７を示す。８は
冷媒の入口８、９は冷媒の出口を示す。矢印は混合冷媒
の流れ方向を示す。
【００１１】図２は、図１に示す熱交換コイルの入口か
ら出口までの全長の約半分の長さの位置に、熱交換コイ
ル７の内部に複数の邪魔板１０ａを配設した混合部材１
１ａを設けた例を示す。矢印は混合冷媒の流れ方向を示
す。
ら出口までの全長の約半分の長さの位置に、熱交換コイ
ル７の内部に複数の邪魔板１０ａを配設した混合部材１
１ａを設けた例を示す。矢印は混合冷媒の流れ方向を示
す。
【００１２】図３は、図１に示す熱交換コイルの入口か
ら出口までの全長の約半分の長さの位置に、熱交換コイ
ル７の内部に多孔板１０ｂを配設した混合部材１１ｂを
設けた例を示す。矢印は混合冷媒の流れ方向を示す。
ら出口までの全長の約半分の長さの位置に、熱交換コイ
ル７の内部に多孔板１０ｂを配設した混合部材１１ｂを
設けた例を示す。矢印は混合冷媒の流れ方向を示す。
【００１３】図４は、図１に示す熱交換コイルの入口か
ら出口までの全長の約２／３の長さの位置に、熱交換コ
イル７の内部にプロペラ１０ｃを配設した混合部材１１
ｃを設けた例を示す。矢印は混合冷媒の流れ方向を示
す。
ら出口までの全長の約２／３の長さの位置に、熱交換コ
イル７の内部にプロペラ１０ｃを配設した混合部材１１
ｃを設けた例を示す。矢印は混合冷媒の流れ方向を示
す。
【００１４】図５は、図１に示す熱交換コイルの入口か
ら出口までの全長の約２／３の長さの位置に、熱交換コ
イル７の内部に複数の分割板１０ｄからなるケニックス
スタテイックミキサを配設した混合部材１１ｄを設けた
例を示す。矢印は混合冷媒の流れ方向を示す。分割板１
０ｄにより冷媒を分割し、流線を変更することにより混
合するものであり、一つのエレメントを通過する毎に半
分に折り畳む形で混合が進む。
ら出口までの全長の約２／３の長さの位置に、熱交換コ
イル７の内部に複数の分割板１０ｄからなるケニックス
スタテイックミキサを配設した混合部材１１ｄを設けた
例を示す。矢印は混合冷媒の流れ方向を示す。分割板１
０ｄにより冷媒を分割し、流線を変更することにより混
合するものであり、一つのエレメントを通過する毎に半
分に折り畳む形で混合が進む。
【００１５】本発明においては図２〜５に示す混合部材
からなる冷媒混合手段を図１に示す熱交換コイル７に設
けたので、熱交換コイル７内の気液混合状態にある冷媒
の気相と液相をよく混合することができる。その結果、
熱交換コイル７の入口８と出口９の冷媒混合物の組成変
化を最小にすることができ、かつ温度変化を最小にでき
た。
からなる冷媒混合手段を図１に示す熱交換コイル７に設
けたので、熱交換コイル７内の気液混合状態にある冷媒
の気相と液相をよく混合することができる。その結果、
熱交換コイル７の入口８と出口９の冷媒混合物の組成変
化を最小にすることができ、かつ温度変化を最小にでき
た。
【００１６】
【発明の効果】本発明のＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用
いた冷凍装置は、オゾン層を破壊する危険がなく、不燃
性であるＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用いても、冷凍サ
イクル中の冷媒混合物の組成変化を少なくすることがで
きるので長期に亘り安定して運転できる。凝縮器の熱交
換コイルや蒸発器の熱交換コイルの入口と出口の冷媒混
合物の組成変化を最小にでき、温度変化を最小にできる
ので、熱交換コイルの設計や性能の設定が容易になる。
冷凍サイクル運転中に系外に冷媒混合物がリークしたと
しても、リーク場所によらず冷媒混合物の組成が均一で
あるので保守管理が容易である。本発明の冷凍装置は簡
単な構成からなるので経済的である上、上記のように効
果が大きく産業上の利用価値が高い。
いた冷凍装置は、オゾン層を破壊する危険がなく、不燃
性であるＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用いても、冷凍サ
イクル中の冷媒混合物の組成変化を少なくすることがで
きるので長期に亘り安定して運転できる。凝縮器の熱交
換コイルや蒸発器の熱交換コイルの入口と出口の冷媒混
合物の組成変化を最小にでき、温度変化を最小にできる
ので、熱交換コイルの設計や性能の設定が容易になる。
冷凍サイクル運転中に系外に冷媒混合物がリークしたと
しても、リーク場所によらず冷媒混合物の組成が均一で
あるので保守管理が容易である。本発明の冷凍装置は簡
単な構成からなるので経済的である上、上記のように効
果が大きく産業上の利用価値が高い。
【図１】 熱交換コイルの説明図である。
【図２】 冷媒混合部材を配設した熱交換コイルの断面
説明図である。
説明図である。
【図３】 他の冷媒混合部材を配設した熱交換コイルの
断面説明図である。
断面説明図である。
【図４】 他の冷媒混合部材を配設した熱交換コイルの
断面説明図である。
断面説明図である。
【図５】 他の冷媒混合部材を配設した熱交換コイルの
断面説明図である。
断面説明図である。
【図６】 代表的な冷凍装置の冷凍回路の例である。
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ ドライヤ ４ キャピラリーチューブ ５ 蒸発器 ６ アキュムレータ ７ 熱交換コイル ８ 入口 ９ 出口 １０ａ 邪魔板 １０ｂ 多孔板 １０ｃ プロペラ １０ｄ 分割板 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 混合部材
Claims (5)
- 【請求項１】 冷媒を凝縮液化する凝縮器、キャピラリ
ーチューブ、液化冷媒を蒸発させる蒸発器、アキュムレ
ータおよび蒸発気化した冷媒を圧縮して凝縮器に吐出す
る圧縮機などを備え、該圧縮機で圧縮される冷媒として
ＨＦＣ系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置において、
該凝縮器の熱交換コイルおよび／または該蒸発器の熱交
換コイルに気液混合状態の冷媒を混合する手段を少なく
とも１個設けたことを特徴とするＨＦＣ系非共沸冷媒混
合物を用いた冷凍装置。 - 【請求項２】 該手段が邪魔板、多孔板、プロペラ、ス
タテイックミキサから選ばれる部材を熱交換コイル内に
配設した混合部材からなることを特徴とする請求項１記
載の冷凍装置。 - 【請求項３】 該熱交換コイルの入口と出口の該冷媒混
合物の組成変化が最小となるように該手段を設けたこと
を特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の冷凍装
置。 - 【請求項４】 該熱交換コイルの入口と出口の温度差が
最小となるように該手段を設けたことを特徴とする請求
項１ないし請求項３記載の冷凍装置。 - 【請求項５】 冷凍機油が鉱油系潤滑油、アルキルベン
ゼン系潤滑油、エステル系潤滑油、エーテル系潤滑油あ
るいはこれらの混合物である請求項１ないし請求項４記
載の冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24330994A JPH0882459A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Ｈｆｃ系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24330994A JPH0882459A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Ｈｆｃ系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882459A true JPH0882459A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=17101922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24330994A Pending JPH0882459A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Ｈｆｃ系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0882459A (ja) |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP24330994A patent/JPH0882459A/ja active Pending
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