JPS6157678A

JPS6157678A - 冷媒及び冷凍機

Info

Publication number: JPS6157678A
Application number: JP59179652A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sumikawa; 澄川　清治; Haruhiko Takada; 高田　晴彦; Tomoyuki Nakano; 中野　知之; Kagehisa Kato; 加藤　景久
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1986-03-24

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】（産業上の利用分野）本発明は、自動車若しくは家庭用の冷房装置又は冷蔵庫
等の比較的蒸発温度の高い蒸発式の冷凍機にあって、特
に冷凍サイクルに封入される冷媒の改善に関するもので
ある。

（従来の技術）従来、この種の冷凍機においては、一般にフロン−１２
等の単一成分の冷媒が用いられている。

ただし、特公昭５４−３７３２８号公報に示されている
ように、二成分以上を組み合わせて冷媒を構成すること
は公知であるが、これは共沸点混合物であり、異なる沸
点をもつ成分を組み合わせるという技術思想は従来見ら
れない。　　　。

（発明が解決しようとする問題点）しかして、上述したように、従来においては、冷媒の沸
点は唯一で蒸発器において全ての冷媒が蒸発するように
なっているので、圧縮機に吸入される冷媒は過熱蒸気で
あり、これを圧縮機において圧縮するので、吐出ガスの
温度が高くなりがちであって、特に自動車用冷房装置の
ように冷房負荷及び圧縮機の回転数の変動が大きく、且
つ回転式圧縮機のように体積効率の良い圧縮機を用いた
場合には異常高温となることがあった。このように吐出
ガスの温度が高くなると、接続のためのゴムホースやシ
ールのためのパツキン類を破損するばかりではなく、圧
ｉ１機が焼付く虞があったのである。

そこで、本発明は、沸点の異なる二以上の成分を組み合
わせた冷媒を用いることによって、圧縮機の吐出ガス温
度を低下させることを課題としている。

（問題点を解決するための手段）本発明の最も特徴とするところは、主冷媒と比較して沸
点が高く圧縮機において蒸発する補助冷媒を前記主冷媒
に対して１０重量％以下混合したことにある。特に圧縮
機として回転式のものを有する冷凍機に用いた場合に効
果がある。

（作用）したがって、主冷媒は、一般の冷凍機と同様に冷凍サイ
クルを循環して空気等の冷却に供されるが、補助冷媒は
、沸点が高くて蒸発器では蒸発せずに圧縮機において吸
熱蒸発するので、その圧縮時に主冷媒の熱を潜熱として
奪って吐出ガス温度を低下させ、このため、上記課題を
達成することができるものである。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第２図において、本発明の対象となる自動車用冷房装置
が示され、圧縮機１、凝縮器２、受液器３、膨張弁４及
び蒸発器５が順次配管結合されて閉回路たる冷凍サイク
ルを構成しており、前記圧ｗｉ機１は、電磁クラッチ１
ａを介して図示しない自動車の走行用エンジンに連結さ
れ、この′１を磁クラッチ１ａを断続することで駆動、
停止の制御がなされ、また、前記凝縮器２は、送風機６
で吸入される外気で冷却されるようになっている。

また、前記圧縮機ｌは、例えば第３図に示すように、回
転式に属するベーンタイプのもので、楕円形の案内面を
有するシリンダ７の両側にサイドブロック８ａ、８ｂが
固装されて圧縮機本体９が構成され、この圧縮機本体９
内に円筒状のロータ１０が配置されている。このロータ
ｌＯは、両サイドブロック８ａ、８ｂに軸支されたシャ
フト１１に固く結合されていると共に、該ロータ１０の
ほぼ半径方向に複数の溝１２が形成され、該溝１２にベ
ーン１３がそれぞれ摺動自在に嵌挿されている。該ベー
ン１３は、ロータ１０の回転に伴って前記シリンダ７の
案内面に該ベーン１３の先端が案内されながら回転し、
圧ｗＪ機本体９、ロータ１０及びベーン１３に囲まれた
圧縮室１４が径方向に移動しながらその容積を変化する
ようになっている。

圧縮機本体９の周囲は、フロント側のシリンダヘッド１
５とリア側のシェル１６とに囲まれて、圧―機本体９、
シリンダヘッド１５及びシェル１６とから成る低圧室１
７と高圧室１８とが適宜仕切られて形成されている。低
圧室１７は、シリンダヘッド１５に形成された冷媒人口
１９に通じていると共に、一方のサイドブロック８ａに
形成された吸入孔２０を介して吸入行程時の圧縮室１４
に通じるようになっている。また、高圧室１８は、シェ
ル１６に形成された冷媒出口２１に通じていると共に、
シリンダ７の形成された吐出孔（図示せず）を介して吐
出行程時の圧縮室１４に通じるようになっており、この
吐出行程時には吐出孔に設けされた吐出弁が押開かれる
。

したがって、シャフト１１が回転すると、ロータ１０の
回転に伴ってベーン１３がシリンダ７の案内面に沿って
回転し、吸入行程にあれば圧縮室１４が低圧室１７と連
通し、圧縮室１４に冷媒ガスが吸入され、この圧縮室１
４の容積が徐々に小さくなることにより圧縮され、吐出
弁を押開いて吐出孔から高圧室１８に吐出され、さらに
この高圧室１８を介して冷媒出口２１から出ていくよう
になる。

しかして、このような冷凍サイクルにあっては、冷凍機
油と共に冷媒が封入されているが、この冷媒は、主冷媒
と補助冷媒とから成る。主冷媒は、例えばフロン−１２
（ＣＦｚ　Ｃｔ、　）から成り、一方、補助冷媒は、例
えばフロン−１１３（ＣＣＩ□Ｆ・ＣＣＩＦｇ）から成
る。この補助冷媒は、蒸発器５では蒸発せずに圧縮機１
において蒸発するように主冷媒よりもその沸点が高い。

そして、この補助冷媒は、主冷媒に対して液状態で１０
重量％以下混合されている。その混合方法は、例えば、
真空にした冷凍サイクル内に液状態の補助冷媒を差圧を
利用して封入し、その後主冷媒を封入する。

または、主冷媒と補助冷媒とを混合した状態で缶等に封
入しておき、この缶から通常の方法で冷凍サイクルに移
し変えるようにしてもよい。

上記構成において、圧縮［１で圧縮されたフロン−１２
とフロン１１３の混合冷媒は、凝縮器２に入る。ここで
、凝縮温度を６０℃とすると、フロン−１２の凝縮圧力
は約１５．５ｋｇ／ｃａｌ　ａｂｓ、フロン−１１３の
それは１．５３ｋｇ／ｃａｌ　ａｂｓであるから、主冷
媒と共に補助冷媒がこの凝縮器２において凝縮され液化
する。

次にこの液化された冷媒は、受液器３を経由して膨張弁
４を通り、蒸発器５に入る。ここで、蒸発温度を０℃と
すると、フロン−１２の飽和蒸発圧が３．１４ｋｇ／ｃ
４　ａｂｓであるから、主冷媒は周囲の熱を奪って蒸発
するのに対し、フロン−１１３のそれは０．１５３　ｋ
ｇ／ｃｚｊ　ａｂｓであるため蒸発せずに液のまま冷却
されて蒸発器５を出て圧縮機１へ戻って来る。この圧ｍ
ａｔにおいては、吸入行程において、過熱ガス状態の主
冷媒と共に液状態の補助冷媒が冷媒人口１９、低圧室１
７及び吸入孔２０を通って圧縮室１４に入る。そして、
圧縮室１４の容積が徐々に減少していくと主冷媒が圧縮
される一方、補助冷媒が蒸発する。このときの温度は７
０〜８０℃、圧力は２〜３　ｋｇ　／　ｃｌ　ａｂｓで
ある。

したがって、補助冷媒の蒸発による主冷媒の熱を３２〜
３３ｋｃａｌ／ｋｇ奪うので、吐出ガス温度を低下させ
ることができる。

第１図において、補助冷媒を混合することによる吐出ガ
ス温度の低下がどの程度であるかを実験した結果が示さ
れている。ここで、圧縮機の回転数を１８０　Ｏｒ、ｐ
、ｍ、と４００　Ｏｒ、ｐ、ｎ＋、とにし、吸入ガス圧
力Ｐ、と吐出ガス圧力Ｐ４との比を２０対１．０とした
。これによれば、フロン−１１３の割合を増加させるに
従って最初は急激に吐出ガス温度が低下し、徐々にその
低下割合が下がって１０重景％混合すると吐出ガス温度
は１０℃程度低下するが、それ以上フロン−１１３の割
合を増加させても吐出ガス温度の低下は見られなかった
。

また、第４図においては、フロン−１１３の割合を増加
させた場合に冷凍能力と体積効率とがどのように変化す
るかを調べた実験結果が示されている。これによれば、
体積効率は、フロン−１１３の割合を増加させるに従っ
て徐々に低下するが、冷凍能力の低下はそれ程ではない
。これは、蒸発器内部をフロン−１１３が液状態で冷凍
機油と共に流れて冷凍機油が蒸発器に停滞するのを防止
するので、蒸発器の熱交換効率が増加するためと考えら
れる。このことから逆に、高粘度の冷凍機油を使用して
も蒸発器の熱交換効率を損なうことがないので、性能が
良い高粘度冷凍機を使用して圧縮機の効率を高めること
もできるのである。

尚、上記実施例においては、主冷媒をフロン−１２、補
助冷媒をフロン−１１３としたが、これに限定するもの
ではなく、フロン−１２を主冷媒とした場合には、０℃
、３．１４ｋｇ／ｃｏ！　ａｂｓの状態で液状態にあり
、且つ圧縮機において蒸発するものを補助冷媒とするこ
とができ、例えばフロン−１１、フロン−２１、フロン
−１１４等が含まれる。また、主冷媒をフロン−２２等
にしてもよいものである。

（発明の効果）以上述べたように、本発明によれば、主冷媒と比較して
沸点が高く圧縮機において蒸発する補助冷媒を前記主冷
媒に対して１ｏｉｉ量％以下混合して冷媒を構成したの
で、補助冷媒の圧縮機における蒸発により吐出ガス温度
を低下させることができ、焼付き等を防止することがで
きる。また、補助冷媒が液状態で蒸発器を通過するので
、冷凍機油の流動性を良くし、蒸発器における熱交換効
率又は圧縮機の効率を向上させることがでる。このよう
な効果は特に回転式の圧縮機を冷凍機に用いた場合に顕
著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による吐出ガス温度の低下を
示す特性線図、第２図は本発明を適用した冷凍機の構成
図、第３図は同上に用いた圧′４ｒ６機を示す断面図、
第４図は本発明の一実施例による冷凍能力と体積効率の
変化を示す特性線図である。１・・・圧縮機、２・・・凝縮器、４・・・膨張弁、５
・・・蒸発器。第１図Ｒ１２に対するＲ１】３の混合比（Ｓ）（１量）→第２
図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、主冷媒と比較して沸点が高く圧縮機において蒸発す
る補助冷媒を前記主冷媒に対して１０重量％以下混合し
たことを特徴とする冷媒。２、少なくとも回転式圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発
器を順次配管結合して冷凍サイクルを構成した冷凍機に
おいて、主冷媒と比較して沸点が高く前記圧縮機におい
て蒸発する補助冷媒を前記主冷媒に対して１０重量％以
下混合して冷媒を構成し、この冷媒を前記冷凍サイクル
に封入したことを特徴とする冷凍機。