JPH0886540A - 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

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JPH0886540A
JPH0886540A JP24714494A JP24714494A JPH0886540A JP H0886540 A JPH0886540 A JP H0886540A JP 24714494 A JP24714494 A JP 24714494A JP 24714494 A JP24714494 A JP 24714494A JP H0886540 A JPH0886540 A JP H0886540A
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JP
Japan
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refrigerant
accumulator
gasification chamber
hfc
mixture
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JP24714494A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Umezawa
浩之 梅沢
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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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、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、該アキュムレータの冷媒溜りに溜った
液相の冷媒を気化させて該アキュムレータの気相の冷媒
と混合するガス化室を該アキュムレータに設けたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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(R−12)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−3
3.45℃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。
【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、以下KLEA60
と称す)などを挙げることができる。
【0005】図4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。図5は従来の代表的なア
キュムレーター6の拡大断面説明図である。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、例えばアキュ
ムレーター6の底部に溜る冷媒8は高沸点成分が多く、
アキュムレーター6の上部の気相の冷媒9は低沸点成分
が多い。従ってアキュムレータ6内の気相の冷媒出口管
路7を経て圧縮機1へ吸入される冷媒は低沸点成分が多
い冷媒混合物となるので、冷凍容量や冷凍能力が均一で
なくなり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、アキュムレータから圧縮機へ
吸入される冷媒混合物の組成を均一にして、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、アキュムレータ内に液相の冷媒
を気化して気相の冷媒と混合するガス化室を設けること
により上記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、該アキュムレータの冷媒溜りに溜った液
相の冷媒を気化させて該アキュムレータの気相の冷媒と
混合するガス化室を該アキュムレータに設けたことを特
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】アキュムレータの冷媒溜りに溜った液相の冷媒
を気化させてアキュムレータの気相の冷媒と混合するガ
ス化室を設け、ガス化室内で両者を混合するようにした
ので、アキュムレータから圧縮機へ吸入される冷媒混合
物は組成が均一になる。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は本発明で用いるアキュムレータの
拡大断面説明図である。アキュムレータ6aの入口15
から入った冷媒の気相の冷媒9は底部12を有する冷媒
溜り10aとガス化室14を連結する管路11aを経て
ガス化室14に入り、一方、液相の冷媒8は冷媒溜り1
0aに溜る。管路11aが液相の冷媒8に接触する部分
には、複数の小孔13aが設けられており、液相の冷媒
8は小孔13aを通ってガス化室14に導入され、ガス
化室14内でガス化されると共にガス化室14内の気相
の冷媒と混合し、均一な組成の冷媒混合物となって出口
16から圧縮機(図示せず)に吸入される。矢印は冷媒
の流れ方向を示す。
【0011】図2は本発明で用いる他のアキュムレータ
の拡大断面説明図である。アキュムレータ6bの入口1
5から入った冷媒の気相の冷媒9は底部12を有する冷
媒溜り10bとガス化室14を連結する複数の管路11
bを経てガス化室14に入り、一方、液相の冷媒8は冷
媒溜り10bに溜る。管路11bが液相の冷媒8に接触
する部分には、複数の小孔13bが設けられており、液
相の冷媒8は小孔13bを通ってガス化室14に導入さ
れ、ガス化室14内でガス化されると共にガス化室14
内の気相の冷媒と混合し、均一な組成の冷媒混合物とな
って出口16から圧縮機(図示せず)に吸入される。矢
印は冷媒の流れ方向を示す。
【0012】図3に本発明で用いる他のアキュムレータ
の拡大断面説明図を示す。アキュムレータ6cの入口1
5から入った冷媒の気相の冷媒9は底部12を有する冷
媒溜り10cとガス化室14を連結する管路11cを経
てガス化室14に入り、一方、液相の冷媒8は冷媒溜り
10cに溜る。底部12には、複数の小孔13cが設け
られており、液相の冷媒8は小孔13cを通ってガス化
室14に導入され、ガス化室14内でガス化されると共
にガス化室14内の気相の冷媒と混合し、均一な組成の
冷媒混合物となって出口16から圧縮機(図示せず)に
吸入される。矢印は冷媒の流れ方向を示す。
【0013】小孔13a、13b、13cの位置、個
数、大きさなどは特に限定されるものではない。ガス化
された冷媒がガス化室14内の気相の冷媒と混合して均
一な組成の冷媒混合物が得られるように適宜決められ
る。小孔13a、13b、13cの直径の例としては、
具体的には約1〜2mmを挙げることができる。
【0014】ガス化室14内に入った液相の冷媒8を容
易にガス化するためにガス化室14を加熱する手段を講
じても差し支えない。ガス化室14を加熱する手段を講
じた場合は冷媒溜りの底部12を断熱材で構成するなど
により底部12に断熱性を付与してもよい。
【0015】上記の構成のアキュムレータ6a〜6cを
用いると、圧縮機1(図4参照)を停止した際に圧縮機
1の側からアキュムレータに逆流する冷媒中に同伴され
る冷凍機油はガス化室14(図1〜図3参照)内に留め
られ、蒸発器5の方向に流出しない。そして、圧縮機1
停止後、圧力が平衡に達すると、冷凍機油はガス化室1
4から圧縮機1に戻るので、再スタート時に冷凍機油は
有効に機能を発揮できる。
【0016】(実施例)冷凍回路中に図1に示す構造の
アキュムレータ(容量約100ミリリットル)を用い、
HFC系非共沸冷媒混合物としてKLEA60[R32
/R125/134a(重量比20/40/40)]を
用い、冷凍装置を運転して定常状態となった後、アキュ
ムレータ中にその容量の約30容量%の冷媒が溜ってい
る状態の時と、約60容量%の冷媒が溜っている状態の
時に、圧縮機のサクション部から気相の冷媒混合物をサ
ンプリングしてその組成をガスクロマトグラフ分析によ
り調べた結果を表1に示す。
【0017】(比較例)実施例と同様にして、図5に示
す従来の構造のアキュムレータ(容量約100ミリリッ
トル)とKLEA60を用いて試験した結果を表1に合
わせて示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1から本発明で用いる構造のアキュムレ
ータを用いた実施例の場合は、アキュムレータ内の冷媒
量にかかわらず、冷媒混合物の組成は均一であり、しか
も仕込み冷媒であるKLEA60の組成に近い組成が得
られることが判る。それに対して、従来の構造のアキュ
ムレータを用いた比較例の場合は、アキュムレータ内の
冷媒量により冷媒混合物の組成が変化し、しかも仕込み
冷媒のKLEA60の組成とは異なる組成を示した。
【0020】
【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。圧縮機を停止
した際に圧縮機の側からアキュムレータに逆流する冷媒
中に同伴される冷凍機油はアキュムレータのガス化室内
に留められ、圧力が平衡に達すると、冷凍機油はガス化
室から圧縮機に戻るので、再スタート時に冷凍機油は有
効に機能を発揮できる。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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明で用いるアキュムレータの拡大断面説
明図である。
【図2】 本発明で用いる他のアキュムレータの拡大断
面説明図である。
【図3】 本発明で用いる他のアキュムレータの拡大断
面説明図である。
【図4】 従来の代表的な冷凍装置の冷凍回路の例であ
る。
【図5】 従来のアキュムレータの拡大断面説明図であ
る。
【符号の説明】
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、6a、6b、6c アキュムレータ 7 出口管路 8 液相の冷媒 9 気相の冷媒 10a、10b、10c 冷媒溜り 11a、11b、11c 管路 12 底部 13a、13b、13c 小孔 14 ガス化室 15 入口 16 出口

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、
    該アキュムレータの冷媒溜りに溜った液相の冷媒を気化
    させて該アキュムレータの気相の冷媒と混合するガス化
    室を該アキュムレータに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。
  2. 【請求項2】 該アキュムレータの内部に設けた冷媒溜
    りとガス化室を連結する管路が液相の冷媒に接触する部
    分に、液相の冷媒をガス化室に導入するための1個ある
    いは2個以上の小孔を設けたことを特徴とする請求項1
    記載の冷凍装置。
  3. 【請求項3】 冷媒溜りとガス化室を連結する該管路を
    2個以上設けたことを特徴とする請求項2記載の冷凍装
    置。
  4. 【請求項4】 該アキュムレータの冷媒溜りの底部に、
    液相の冷媒をガス化室に導入するための1個あるいは2
    個以上の小孔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。
  5. 【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。
JP24714494A 1994-09-14 1994-09-14 Hfc系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置 Pending JPH0886540A (ja)

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