JPS5928079A - 冷凍方法 - Google Patents

冷凍方法

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JPS5928079A
JPS5928079A JP57138156A JP13815682A JPS5928079A JP S5928079 A JPS5928079 A JP S5928079A JP 57138156 A JP57138156 A JP 57138156A JP 13815682 A JP13815682 A JP 13815682A JP S5928079 A JPS5928079 A JP S5928079A
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JP
Japan
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refrigerant
lubricant
compressor
carbon atoms
pipe
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JP57138156A
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JPS6125918B2 (ja
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Keisuke Kasahara
敬介 笠原
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Mayekawa Manufacturing Co
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Mayekawa Manufacturing Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • F04B39/062Cooling by injecting a liquid in the gas to be compressed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、冷凍方法に係り、冷凍またはヒートポンプサ
イクルに挿入された圧縮機の潤滑手段に関する。
〔発明の技術的背量とその問題点〕
従来、冷凍またはヒートポンプサイクルに用いられる圧
縮機の回転軸やピストンの摺動部分には潤滑油が用いら
れるが、この潤滑油が冷媒に混入したものを除去するた
めKは例えば矛1図に示すように圧縮機(1)、凝#l
?i器(2)、受液器(3;、膨張弁(41、蒸発器(
5)よりなる冷凍サイクルにおいて、吐出ガス管(6)
の途中に油分離器(刀を設けて冷媒から油を分離し、分
離した油な管路(8)により再び圧舶磯(11の潤滑部
分に戻すようにしたものである1、このため油分離器(
7)の外にギヤ式油ポンプ(9)、油吐出フィルタ00
)、油吸入フィルタoa、オイルクーラ旧)。
油圧力計、サイトグラス、調節弁、油圧保循ik [F
t、クランクヒータ、油配管等一式の油を循環させる装
置およびオイルクーラθυの冷却水の配+14?等も必
要とし、またクランクケース(12(内に適量の油溜(
1;〜を作るために圧縮機(1;が大型化゛するという
問題もあった。しかも塩化ふっ化炭化水素(新開フロン
)等の冷媒には収清油が浴げ易く、相当b(浴解し、油
分!l1lL器(7)での分離が不光全となり、@滑油
が凝縮器(2)や蒸発器(5)に附心して伝熱効率を低
下する久々があり、特に低温度の蒸発器においては油の
粘度が高(なり、コイル内に耐着して熱交換効率を大巾
に低下させるという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、前述の問題に鑑み、潤滑油に代えて炭素a1
6〜60のカルボン酸エステルに溶解した炭素数10〜
20の脂肪酸を塩化ふつ化炭化水素系冷媒に分散させ、
この冷媒の一部を冷媒循環路の途中より分岐して圧縮機
の給油部分へ供給し、前記脂肪酸を前記圧縮機の潤滑部
分に吸着させることKより潤滑作用をさせるとともに脂
肪酸とカルボン酸エステルの混合物の粘性が低いことに
より、凝縮器や蒸発器に耐着して熱交換を妨害しないよ
うKL、さらにカルボン酸エステルに溶解して冷媒中に
分散された脂肪酸が微細な核となって冷媒中に分散され
ることKより、蒸発器における冷媒の沸騰を促進させよ
うとするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、圧縮機を備えた冷凍またはヒートポンプサイ
クルを循環する塩化ふつ化炭化水素系冷媒に、炭素数1
6〜60のカルボン酸エステルに炭素数lO〜20の脂
肪酸を配合した潤滑剤を混合し、この潤滑剤を含む冷媒
の一部を冷媒循環路より分岐して前Ili己圧締圧縮機
油孔に尋人し、前記圧縮機の潤滑部分にAtI記脂肪酸
を吸着させるとともに冷媒を蒸発させて前記冷媒循環路
に戻すことにより、冷媒中に分散された脂肪酸を冷媒と
ともに冷媒循環路から圧締機の給油部分に専入して潤滑
作用をさせようとするものである。さらに本発明は、圧
縮機に溜った潤滑剤を吸入ガス管のエジェクタ作用によ
り冷媒循環路に吸入させようとするものである。
〔発明の実施例〕
次に本発明の詳細な説明する。
1・2図に装置の一例を示す。
圧縮機(1)、吐出ロ叱吐出ガス管(6)、凝縮器(2
)、受液器(31、高圧液管o埠、電磁弁OQ、膨張弁
(4)、乾式蒸発器(5)、吸入ガス管aη、吸入口Q
IH?:より冷凍サイクルが構成され、さらに高圧液管
□9の途中より分岐した分岐液管01が途中傾電磁弁(
2旬と温度式自動流量調整弁αυ(または温度式自動膨
張弁)を介して圧縮機filの給油孔(2りに連通され
ている。そして給油孔(2)から麹常の手段によってク
ランク軸、ピストン、メカニカルシール等の@溝部分c
l!illに分配されるようになっている。さらに吸入
ガス管aDの途中にはポケット部間が形成されるととも
に吸入口賭近くに形成されたエジェクタ6υに低圧側ク
ランクケース04の底部の@滑剤溜り(331より2h
、出し途中に電磁弁QDを有する潤滑剤吸入管田が連通
され、潤滑剤が吸入ガス菅07)に吸入されるようにな
っている。
以上の冷凍サイクルを循環する塩化ぶつ化炭化水素系冷
媒としては、フレオンの商品名で市販されているCHC
lF2、CCl2F、 CCI、F−CCl2F 等が
用いられる。
ン[・ぼエステルに炭素数10〜20の脂肪酸を溶解し
たものが用いられ、冷媒と@滑剤との配合比は重財比で
85/15〜99/Iである。冷媒に対する潤滑剤の配
合比が15φ以上になると、凝縮器(2)や蒸発器(5
)において器壁に吸着された(IAi’lt剤が熱交換
の妨害をする。また潤滑剤が1チ以下になると、圧縮機
(11の潤滑部分Eに対する潤滑作用が不足する。さら
にカルボン酸エステルに対する脂肪酸の溶解量は重址比
で96/4〜99.981002である。この場合も脂
肪酸が1J祉比4%以上になると、蒸発器(5)の内壁
に脂肪酸が析出して熱交換効率を低下させる。また00
2%以下では潤滑作用が不足する。
炭素数16〜60のカルボン酸エステルは塩化ふつ化炭
化水素に町沼であるとともに炭素数10〜20の脂肪酸
を溶解するため、冷媒中に脂肪酸を分散させる担体の作
用をし、脂肪酸を冷媒液によって輸送させることかり能
になる。また炭素数16〜60のカルボン酸エステルは
それ自f4c 潤滑作用を有するため潤滑部分の金属に
耐着した場合に脂肪酸のγ閉溝作用を妨害することがな
(、かつ粘着力が小であるため凝縮器、蒸発器、その他
の管壁1(耐着して熱交換の妨害、その他をすることが
ない。以上のようなカルボン岐エステルとしては、例え
ばアジピン酸ジイソデシル〔C1oH2,C00(CH
2)、C00C,、H2,)等が用いられる。
炭素数16〜60カルボン酸エステルに溶解された炭素
数10〜20の脂肪酸は冷媒液中に分散され、−coo
nが潤滑部分の金属の表面に吸着され、潤滑作用をする
。また凝縮器や蒸発器、配管中におい−(吸着された場
合も微細粒子であり、かつ従来の潤滑油)井に比べて倣
駄であるため、熱交換効率を低下したり、冷媒の流通に
支障を来したりすることがない。また蒸発器(5)が満
液式である楊ばは低温の蒸発器(5)内において低温の
ため微粒子状−になった潤滑剤中の脂肪酸の微粒子が沸
騰の核となり、蒸発器(5)内の冷媒の沸騰を促し、蒸
発温度だけ下って沸騰が起らないという過冷却現象を防
1トする。炭素数10〜20の脂肪酸としては、例えば
ステアリン酸が用いられる。
先 前述の塩化ぶつ化炭化水素冷媒に前述の潤滑剤溶解また
は分散させたものを矛2図に示す冷凍サイクルに導入し
、圧縮機(1)で圧縮され吐出された冷媒は凝縮器(2
)に導入されて凝縮される。この際途中に油分離器がな
いため冷媒中に分散された潤滑剤はそのまま冷媒ととも
に凝縮器(2)に導入されるが、潤滑油のように凝縮器
(2)の管壁に附着して熱交換を妨害するようなことは
ない。次に凝縮した冷媒は受液@%(3)に貯留され、
高圧液管(旧より膨張弁(41を経て蒸発器(5)へ送
られる。そして蒸発器(5)にiいても冷媒中の潤滑剤
は管壁にも附着して熱交換を妨害することがなく、さら
に管壁等に薄く吸着して附着することは防錆作用もする
効果がある。蒸発した冷媒ガスは圧縮機(11に導入さ
れて再び圧縮されて循環する。またカルボン酸エステル
と脂肪酸よりなる潤滑剤はガスとともに圧縮機(1)に
吸入される。
また高圧液W(151の途中から分岐液管■へ分岐され
た潤滑剤を含む高圧液は途中で流Wを調整されて圧縮4
fi (11の給油孔(221に注入され、高圧液の圧
力によって圧縮機(1)の軸受やシリンダ、メカニカル
シール等の潤滑部分囚に分配され、液中に分散された潤
滑剤(脂肪酸)がこれらに供給される。そして潤滑剤中
の脂肪酸はこれらの潤滑部分Qlの金楓と吸着結合によ
って摩擦金属面に吸着され、潤滑作用をする。潤滑剤を
伴って摩擦面に導入された冷媒は摩擦熱によって蒸発し
、軸受やシリンダの隙間から圧縮機filの低圧側クラ
ンクケース国内圧放出され、吸入された低圧ガスととも
に再び圧縮されて冷凍サイクルに復帰する。
またクランクケースC34内の底部に溜ったカルボン酸
エステルと脂肪酸よりなる潤滑剤は吸入ガス管(171
の途中に設けたエジェクタ6υに吸引され、潤fv#剤
吸入管田より吸入ガス管Q?+に吸入され、吸入ガスと
ともに冷凍サイクルに合流する。
次に冷媒とカルボン酸エステル、脂肪酸との配合例をあ
げる。
フロン22 CCHCl2F)    95   (m
1部)アジピン酸ジイソデシル     4.95(#
  )ステアリン酸        0.05(#  
)次に3部3図は他の実施例を示す装置であり、高圧液
管0ωの膨張弁(4)の先方に液分離器C2ツを連結し
、この液分離器レフから導出した低圧液′#!(′!J
の途中に液ポンプ(2)を挿入するとともrCMポンプ
(2(イ)の先方を分岐し、途中に電磁弁(叫と温度式
自動流星調整弁(21+ (または温度式自動膨張弁)
を介して圧縮機(11に導入される分岐液管Q91と、
途中に流M調整弁(2勺を介して満液式蒸発器(5)K
連通される低圧送液管c!6)とが形成されている。さ
らに蒸発器(5)より導出した液ガスm4合管し7)が
液力離器發の気相部に尋人され、この気相部より導出さ
れた吸入ガス管u71が圧縮機(IIに連通されている
そして液分離器C4中の潤滑剤を含む低圧冷媒は低圧液
管C23)より液ボンブレ滲で分岐液管QIK圧送され
、流址調整弁QOを経て圧縮機(1)の給油孔Qりに注
入され、さらに軸受、その他の潤滑部分CHIに分配さ
れる。また送液管C2Qまり液ポンプc24で圧送され
たn1滑剤を含む液は蒸発器(5)に導入されて低温の
蒸発器(5)内で微粒子状になった脂肪酸が沸騰の核と
なって蒸発を促進させ、ガスは液およびf4滑剤ともに
液ガス混合管CDより液分離器C4に2厚入され、ここ
で分離されたガスは吸入ガス管Q71より再び圧縮機(
1)に吸入され、液と潤滑剤は液ポンプf24)で圧縮
機(1)の給油孔(2)と蒸発器(5)へ送られる。
なおその他の構成および作用は矛2図に示した実施例と
同様である。
また以上は何れも冷凍サイクルの圧縮機の潤滑方法につ
いて説明したが、ヒートポンプサイクルの圧縮機の潤滑
方法も同様にして行われる。さらに以上の実施例では圧
縮機がレシプロ型のものについて説明したが、他の型式
例えばスクリュー型、ターボ型、ロータリー型の圧縮機
にも適用させることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、冷凍またはヒートポンプサイクルを循
環する塩化ふつ化炭化水素系冷媒に、炭素数10〜20
の脂肪酸を炭素数16〜60のカルボン酸エステルvc
 ta解した潤滑剤を分散させ、この潤滑剤を溶解また
は分散させた冷媒の一部を冷媒潤滑路より分岐して前記
冷凍またはヒートポンプサイクルの圧縮機の給油部分に
導入したから、カルボン酸エステルを担体として冷媒中
に分散された脂肪酸が軸受やシリンダ等の潤滑部分の金
属に吸着されて潤滑作用をするため、従来のような特別
に1N8Il渭油回路を作って使用する必要がない。
また炭素数16〜60のカルボン酸エステルは炭素数1
0〜20の脂肪酸と塩化ふつ化炭化水素系冷媒とに相溶
性があるため脂肪酸は溶解状態↑冷媒中に分散されてい
る。したがって凝縮器や蒸発器、その仙の胃壁等に従来
の潤滑油のように厚く組着して熱交換の伝熱を妨害をす
るようなことがない。このため冷媒循環系に@滑剤を混
合したまま循環させても支障がないから、従来潤滑油を
除去するために用いらJまた油分離器、油冷却器、フィ
ルタ、ポンプ、油圧管、油圧保験装置等や油分離のため
の一連の配管を冷媒循環路を別個に設ける必要がなく、
冷凍またはヒートポンプ装置を大11JK簡易化するこ
とができる。さらに@滑剤な給油部分から圧縮機の金属
摩擦部分に違んだ冷媒は摩擦部分の摩擦熱によって蒸発
し、そのとぎ蒸発潜熱により発生熱を除去する役目を果
し、ガスは再び冷媒循環路に戻されるため潤滑剤の担体
としての冷媒が消耗することがなく、かつ冷媒の蒸発に
よってJ41擦部分が冷却される。また蒸発器内におい
てを1冷媒中に分散された炭素数10〜20の脂肪酸の
微細粒子が核となって冷媒の沸騰を促進させ、冷媒の過
冷却による蒸発の遅滞即ち蒸発温度は下るが、冷凍効果
は上らない如き現象を防止することができる。
さらに炭素数16〜60のカルボン酸エステルは炭素数
10〜20の脂肪酸を溶解させることができ、かつ塩化
ぶつ化炭化水素とも相溶性があるから、粉末状の脂肪酸
を溶解して冷媒中圧均質に分散させ、冷媒によってこれ
を円滑に輸送させることができる。
次に圧縮機のケース内に粘結油部分から導入され潤滑部
分に供給された潤滑剤を含む冷媒は摩擦熱により蒸発し
てガスとなり、吸入ガスともに吸入され、吸潰に余分な
潤滑剤はクランクケース内に捕るが、冷媒循環路のエジ
ェクタ作用によって低圧側に吸入されるから、冷媒、潤
滑剤ともに消耗させることなく循環使用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
矛1図は従来の冷凍装置のフローシート図、矛2図、〕
・8図はそれぞれ本発明の実施に用いられる冷凍装置の
異なるフローシート図、3・4図はレシプロ型圧輸磯の
潤滑部分の説明図である。 (1+・・圧縮機、tZ21・・給油孔、Q(2)・・
潤滑部分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11圧縮機を備えた冷凍またはヒートポンプサイクル
    を循環する塩化ぶつ化炭化水素系冷媒K、炭素数16〜
    60のカルボン酸エステルに炭素数10〜20の脂肪酸
    を配合した潤滑剤を混合し、この潤滑剤を含む冷媒の一
    部を冷媒循環路より分岐して?1j記圧縮機の給油孔に
    4人し2、前記圧縮機の潤を踵部分に前i1脂肪酸を吸
    着さ七るとともに冷媒を蒸発させて前記冷媒循環路に戻
    すことを%徴とする冷凍方法。 (2)  冷媒と潤滑剤の配合が瓜棚比で85/15〜
    99/1であり、炭水数16〜60のカルボン酸エステ
    ルと炭素数IQ〜2oの脂肪酸の配合が重°壜比で96
    /4〜99.98 / 0.02であることを特徴とす
    る特許請求の範囲矛1項gh載の冷凍方法。 (31カルボン酸エステルがアジピン酸ジイソデシル、
    脂肪酸がステアリン酸であることを特徴とする%的・請
    求の範囲j・l JJ記載の冷凍方法。 (4)  圧縮機を備えた冷凍またはヒートポンプサイ
    クルを循環する塩化ふっ化炭化水素系冷媒に、炭水数1
    6〜60のカルボン酸エステルに炭素数1θ〜20の脂
    肪酸を配合した潤滑剤を混合し、この@滑剤を含む冷媒
    の一部を冷媒循環路より分岐して前記圧縮機の給油孔に
    前人し、前n【;圧縮機の潤滑部分に前記脂肪酸を吸着
    させるとともに冷媒を蒸発させて前藺冷媒循理路に戻し
    、前NrEffE縮機内に溜った潤滑剤を前記冷媒循環
    路の冷媒吸入側のエジェクタ作用によって冷媒循環路に
    吸入させることを特徴とする冷凍方法。
JP57138156A 1982-08-09 1982-08-09 冷凍方法 Granted JPS5928079A (ja)

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