JP2004019995A

JP2004019995A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2004019995A
Application number: JP2002173453A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takemasa; 竹政　一夫
Original assignee: Sanyo Electric Biomedical Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【目的】環境にやさしい冷媒組成物及び超低温冷凍装置を提供する。
【構成】複数種類の冷媒からなる混合冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、この圧縮機（１）で圧縮された冷媒を冷却する凝縮器（２）と、この凝縮器（２）で冷却された冷媒を主として高沸点の液冷媒と残留ガス冷媒に分離する第１気液分離器（３）と、減圧された前記高沸点冷媒と前記残留ガス冷媒との間で熱交換させる第１中間熱交換器（４）と、前記残留ガス冷媒を主として沸点の高い冷媒から順次、前記と同様に液冷媒と残留ガス冷媒に分離する第２段以下適宜段の気液分離器（６）と、第２段以下適宜段の中間熱交換器（７）と、最終段の前記中間熱交換器（７）で生じた低沸点液冷媒を蒸発させる冷却器（１１）を具えた冷凍装置において、前記複数種類の冷媒とは、亜酸化窒素と複数のＨＣ冷媒であることを特徴とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１元冷凍の超低温冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、−６０℃〜−９０℃以下の超低温の生成には、超低温冷凍装置が用いられている。この超低温冷凍装置は、一元冷凍装置（単元冷凍装置）と、高温側冷凍回路と低温側冷温回路により構成されている二元冷凍装置等の多元冷凍装置とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの一元冷凍装置の冷媒として、環境にやさしい冷媒を用いることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷凍装置において、亜酸化窒素とＨＣ冷媒との混合物を冷凍回路の冷媒としたことを特徴とする。更に、ＨＣ冷媒は複数であることを特徴とする
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の冷凍装置について図１に示した一実施形態をに基づいてに説明する。
【０００６】
図１は、混合冷媒を使用して、２段気液分離方式で超低温を得ることができる冷凍装置の冷凍回路図である。
【０００７】
図１において、圧縮機１の吐出側は、凝縮器２の入口に配管で接続されており、凝縮器２の出口は、第１気液分離器３の入口に配管接続されている。
【０００８】
そして、第１気液分離器３の気相部は、第１中間熱交換器４に配管接続され、液相部も途中に減圧手段としてのキャピラリーチューブ５を介して、第１中間熱交換器４に配管接続されている。
【０００９】
同様にして第２気液分離器６と第２中間熱交換器７が接続される。つまり、第１中間熱交換器４の外管出口は第２気液分離器６の入口に配管接続されて、気液分離と熱交換の第２段が形成される。
【００１０】
そして、第２中間熱交換器７の外管出口は、補助熱交換器９及び減圧手段としてのキャピラリーチューブ１０を介して、冷却器１１に接続されている。
【００１１】
そして、冷却器１１の出口からの配管は補助熱交換器９を経て、第２中間熱交換器７に戻る。
【００１２】
この冷凍回路には前記した沸点の異なる五種類の混合冷媒が封入される。
【００１３】
次に、動作を説明する。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス状混合冷媒は凝縮器２で冷却される。
【００１４】
そして、第１気液分離器３に流入する。
【００１５】
第１気液分離器３では液状冷媒とガス状冷媒が分離される。
【００１６】
液状冷媒（沸点の高いＨＣ冷媒が主成分）はキャピラリーチューブ５にて減圧されて第１中間熱交換器４に流入し、そこで蒸発する。そして、第１中間熱交換器４には冷却器１１からの帰還冷媒が流入、合流している。
【００１７】
一方、第１気液分離器３でのガス状冷媒（沸点の低いＨＣ冷媒が主成分）は第１中間熱交換器４に流入、ここを流過する過程で、ここで蒸発する冷媒及び冷却器１１からの帰還冷却によって冷却される。そして、第２気液分離器６に流入する。再度、ここで液状冷媒とガス状冷媒が分離される。
【００１８】
液状冷媒（沸点の低いＨＣ冷媒が主成分）はキャピラリーチューブ８にて減圧されて第２中間熱交換器７に流入し、そこで蒸発する。そして、第２中間熱交換器７には冷却器１１からの帰還冷媒が流入、合流している。
【００１９】
一方、第２気液分離器６でのガス状冷媒（沸点の更に低いＨＣ冷媒が主成分）は第２中間熱交換器７に流入、ここを流過する過程で、ここで蒸発する冷媒及び冷却器１１からの帰還冷却によって冷却される。
【００２０】
更に、補助冷却器９に流入し、ここで冷却器１１からの帰還冷媒によって、更に冷却される。
【００２１】
そして、冷媒は、キャピラリーチューブ１０にて減圧、降温されて、冷却器１１に流入、蒸発し、冷却する。
【００２２】
冷却器１１内で蒸発した冷媒は、補助冷却器９、中間熱交換器７，４に流入して、そこで蒸発する冷媒を合流して圧縮機１に帰還する。
【００２３】
この混合冷媒については、必要とされる冷却温度に応じて適宜設計されるものである。ＨＣ冷媒としては、ｎペンタン、ｎブタン、イソブタン、プロパン、エタン、エチレン等が考えられる。
【００２４】
例えば、冷媒をブタン、プロパン、亜酸化窒素の混合としても良い。又、ブタン、プロパン、亜酸化窒素、メタンの混合も考えられる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、冷凍回路の冷媒として、亜酸化窒素とＨＣ冷媒との混合物を用いたので、環境にやさしい冷凍回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す冷凍回路図である。
【符号の説明】
１　　圧縮機
２　　凝縮器
３、６　気液分離器、
４、７　中間熱交換器、
１１　　冷却器。

Claims

複数の冷媒からなる混合冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、この圧縮機（１）で圧縮された冷媒を冷却する凝縮器（２）と、この凝縮器（２）で冷却された冷媒を比較的に高沸点の液冷媒とガス冷媒に分離する第１気液分離器（３）と、この第１気液分離器（３）で分離された前記液冷媒を減圧して前記ガス冷媒との間で熱交換させる第１中間熱交換器（４）と、この第１中間熱交換器（４）を通過した前記ガス冷媒を比核的に沸点の高い冷媒から順次、前記と同様に液冷媒とガス冷媒に分離する第２段以下の適宜段の気液分離器（６）と、この第２段以下適宜段の気液分離器（６）で分離されたガス冷媒と同じく分離された後、減圧された液冷媒との間で、それぞれ熱交換させる第２段以下の適宜段の中間熱交換器（７）と、最終段の前記中間熱交換器（７）を通過した冷媒を減圧した後、蒸発させる冷却器（１１）を備えた冷凍装置において、
前記複数の冷媒とは、亜酸化窒素とＨＣ冷媒であることを特徴とする冷凍装置。
前記ＨＣ冷媒とは、ブタンとプロパンであることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。