JP2008267680A - 冷凍回路 - Google Patents

Abstract

【課題】二重結合を有する化合物が含有される冷媒が使用される冷凍回路内における、冷媒の組成変化を効果的に抑制でき、長期にわたり安定した冷凍能力を発揮可能な信頼性、耐久性に優れた冷凍回路を提供する。
【解決手段】二重結合を有する化合物を含有する冷媒が用いられる冷凍回路において、該冷凍回路内に酸素吸着剤を設けたことを特徴とする冷凍回路。
【選択図】図１

Description

本発明は、二重結合を有する化合物（たとえば、ヒドロフルオロオレフィン）を含有する冷媒が用いられる冷凍回路に関し、とくに車両用空調装置に好適な冷凍回路に関する。

従来から、ヒドロフルオロカーボン（たとえば、ＨＦＣ−１３４ａ）を冷媒に用いた冷凍回路はよく知られている（特許文献１）。このような冷媒は、ＯＤＰ（オゾン破壊係数）は０であるが、ＧＷＰ（地球温暖化係数）は比較的大きい。

ところで、ＥＵ諸国においては、２０１１年度よりＧＷＰが１５０以下の冷媒の使用が義務付けられている。このような規制に対応すべく、近年、炭素二重結合を有する化合物（たとえば、ヒドロフルオロオレフィン）を含む冷媒（以下、新冷媒と言うこともある。）も提案されている（特許文献２）。

しかし、冷凍回路は閉回路に構成されるが、冷凍回路を構成する際に回路内に酸素分子（以下単に酸素と言う。）が残存するおそれがある。また、冷凍回路の冷媒流路を形成する配管の接合部等から大気中の酸素が侵入し、経時的に冷凍回路内の酸素濃度が増加するおそれがある。このため、従来の冷凍サイクルの冷媒を単に新冷媒に置換した場合、新冷媒中の炭素二重結合を有する化合物の炭素二重結合部分を酸素が選択的に攻撃し、Ｒ−Ｏ−ＯＲ（Ｒはたとえば、アルキル基等）からＯＲラジカルを形成する。該ＯＲラジカルは、さらに別の炭素二重結合を有する化合物中のハロゲン物質等と反応する。すなわち、回路内に微量の酸素が存在するだけでも上記反応は連鎖的に進行し、多量の炭素二重結合を有する化合物が分解されるおそれがある。したがって、新冷媒の組成が損なわれ冷媒としての機能が低下するおそれがある。
特開平５−０６０４０６号公報 米国特許第６８５８５７１Ｂ２号

そこで本発明の課題は、新冷媒が使用される冷凍回路内における、新冷媒の組成変化を効果的に抑制でき、長期にわたり安定した冷凍能力を発揮可能な信頼性、耐久性に優れた冷凍回路を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る冷凍回路は、二重結合を有する化合物を含有する冷媒が用いられる冷凍回路において、該冷凍回路内に酸素吸着剤を設けたことを特徴とするものからなる。このような構成においては、冷凍回路内に酸素吸着剤が設けられているので、冷凍回路内における酸素濃度が常に低濃度に維持される。このため、酸素による二重結合を有する化合物の分解が効果的に抑制され、冷媒の組成変化を長期にわたり安定して維持することができるので、冷凍回路の信頼性、耐久性を向上することができる。

上記二重結合を有する化合物としては、たとえばヒドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）を挙げることができる。

上記酸素吸着剤は、たとえば冷凍回路のレシーバ内に設けることが可能であるが、それ以外の場所に設けることも可能である。すなわち、酸素吸着剤は冷凍回路内の冷媒の流路内のいずれの位置に設置してもよい。

また、酸素吸着剤をレシーバ内に設ける態様においては、乾燥剤、酸素吸着剤を冷媒流れ方向にこの順に設置することが好ましい。このような態様においては、酸素吸着剤を通過する際の冷媒は水分が除去されているため、冷媒中からは主として酸素のみを吸着させることができるので、酸素吸着剤の吸着性能も長期にわたり維持することができる。

上記酸素吸着剤は、たとえば分子ふるい（たとえば、ゼオライト等）を用いることができる。分子ふるいを用いることにより、分子サイズの小さい酸素のみを選択的に吸着させることができ、冷媒中からの酸素の分離能を向上できる。

本発明に係る冷凍回路によれば、二重結合を有する化合物の分解を効果的に抑制することができ、該二重結合を有する化合物が含有される冷媒の組成を長期にわたり維持することができるので、信頼性、耐久性に優れた冷凍回路を実現することができる。

また、酸素吸着剤は、冷凍回路の冷媒流通路内であればいずれの場所に設置されても酸素を吸着することができるが、とくに冷凍回路のレシーバ内に設置する態様が好ましい。この場合、レシーバ内に乾燥剤、酸素吸着剤を冷媒流通方向にこの順に設置すれば、酸素吸着剤の酸素吸着機能を長期にわたり維持することができる。

酸素吸着剤としては、たとえば分子ふるい機能を有するゼオライト等を挙げることができる。酸素吸着剤を分子ふるいから構成すれば、冷媒から効率的に酸素を分離することができる。

以下、本発明の冷凍回路の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る冷凍回路を示している。冷凍回路１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮機２で圧縮された高温、高圧のガス冷媒を凝縮させる凝縮器３と、該凝縮器３から排出された液冷媒を気液分離するレシーバ４と、レシーバ４で気液分離された液冷媒を膨張させる膨張弁５と、膨張弁５で急激に膨張され低温、低圧になった液冷媒を蒸発させる蒸発器６とを有している。上記各器機は、回路配管７により接続され一つの回路に構成されている。

レシーバ４内には、乾燥剤８と酸素吸着剤９が冷媒の流れ方向にこの順に配設されている。酸素吸着剤９は、分子ふるい機能を有する物質（たとえば、ゼオライト）からなっている。

上記冷凍回路１には、ヒドロフルオロオレフィン等の炭素二重結合を有する化合物を含有する冷媒が使用されている。以下、化１〜化３に冷媒に含有される炭素二重結合を有する化合物としてのヒドロフルオロオレフィンの例を示す。

冷凍回路１の冷媒としては、ヒドロフルオロオレフィン等の炭素二重結合を有する化合物を含有する冷媒が使用されている。冷凍回路１内には、該冷凍回路１の構成時に回路内に残存した酸素、あるいは回路配管７の接続部から回路内に大気中の酸素が侵入するおそれがある。回路内に酸素が存在すると、冷媒中の炭素二重結合を有する化合物が酸素と反応し、Ｒ−Ｏ−ＯＲからＯＲラジカルを形成する。該ＯＲラジカルは、さらに別の炭素二重結合を有する化合物中のハロゲン物質等と容易に反応する。このため、回路内に微量の酸素が存在するだけでも上記反応は連鎖的に進行し多量の炭素二重結合を有する化合物が分解され、冷媒の機能が損なわれるおそれがある。

本実施態様においては、レシーバ４内には、酸素吸着剤９が設けられているので、回路内に存在する酸素は該酸素吸着剤９により吸着される。したがって、回路内における酸素濃度が低濃度に維持される。このため、酸素による二重結合を有する化合物の分解が効果的に抑制され、冷媒の組成を長期にわたり安定して維持することができるので、冷凍回路１の信頼性、耐久性を向上することができる。

また、本実施態様においては、酸素吸着剤９はレシーバ４内に設けられ、該レシーバ４内には、図２に示すように乾燥剤８、酸素吸着剤９が冷媒の流れ方向にこの順に配列されているので、酸素吸着剤９を通過する際の冷媒は常に乾燥状態にある。このため、冷媒中から効率よく酸素を吸着させることができる。また、酸素吸着剤の吸着性能を長期にわたり維持することができる。

また、酸素吸着剤は、分子ふるい機能を有するゼオライトからなっているので、冷媒を構成する分子に比べ分子サイズの小さい酸素のみを選択的に吸着させることができ、冷媒中から酸素を効率的に分離することができる。

本発明は、二重結合を有する化合物が含有される冷媒が用いられる冷凍回路、とくに車両用空調装置の冷凍回路に好適である。

本発明の一実施態様に係る冷凍回路の概略構成図である。 図１の冷凍回路のレシーバの拡大断面図である。

符号の説明

１ 冷凍回路
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ レシーバ
５ 膨張弁
６ 蒸発器
７ 回路配管
８ 乾燥剤
９ 酸素吸着剤

Claims (6)

1. 二重結合を有する化合物を含有する冷媒が用いられる冷凍回路において、該冷凍回路内に酸素吸着剤を設けたことを特徴とする冷凍回路。
2. 前記酸素吸着剤が冷凍回路のレシーバ内に設けられている、請求項１に記載の冷凍回路。
3. 前記レシーバ内に、乾燥剤と酸素吸着剤が冷媒流れ方向にこの順に設けられている、請求項２に記載の冷凍回路。
4. 前記酸素吸着剤が分子ふるいからなる、請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍回路。
5. 前記分子ふるいがゼオライトからなる、請求項４に記載の冷凍回路。
6. 前記二重結合を有する化合物がヒドロフルオロオレフィンである、請求項１〜５のいずれかに記載の冷凍回路。

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