JP2764489B2 - 冷凍装置用冷媒及び該冷媒を用いる冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置用冷媒及び該冷媒を用いる冷凍装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮機を用いた冷凍装置
に関するものであり、特に作動冷媒として５種類の冷媒
からなる非共沸混合冷媒を使用したもので、−１２０℃
以下の極低温を得るための冷凍装置用冷媒及び該冷媒を
用いた冷凍装置に関するものである。
に関するものであり、特に作動冷媒として５種類の冷媒
からなる非共沸混合冷媒を使用したもので、−１２０℃
以下の極低温を得るための冷凍装置用冷媒及び該冷媒を
用いた冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】最近、高真空状態の空間を得るための水分
のトラップ用として、また、生体資料の凍結保存や農耕
畜産の品種改良を目的とした精子や卵子の凍結保存、或
るいは血液の凍結保存等に利用される−１２０℃以下の
冷却温度で冷却する冷凍機が必要となる場合が多くなっ
てきた。
のトラップ用として、また、生体資料の凍結保存や農耕
畜産の品種改良を目的とした精子や卵子の凍結保存、或
るいは血液の凍結保存等に利用される−１２０℃以下の
冷却温度で冷却する冷凍機が必要となる場合が多くなっ
てきた。
【０００３】これらの低温を得るためには、従来は、冷
媒圧縮方式として二元冷凍サイクルや、三元冷凍サイク
ルを利用した冷凍機が多く用いられてきたが、この方式
では電動圧縮機を含む冷凍サイクルが基本的に２組か３
組必要となり、装置全体が大型化し高価であると共に、
運転制御が非常に難しいという欠点があった。
媒圧縮方式として二元冷凍サイクルや、三元冷凍サイク
ルを利用した冷凍機が多く用いられてきたが、この方式
では電動圧縮機を含む冷凍サイクルが基本的に２組か３
組必要となり、装置全体が大型化し高価であると共に、
運転制御が非常に難しいという欠点があった。
【０００４】このため、最近、沸点の異なる複数の冷媒
を混合してなる非共沸混合冷媒を用いた混合冷媒サイク
ルを利用した冷凍機が注目されている。この冷凍機は電
動圧縮機が１台ですむので装置がコンパクトになり、ま
た運転制御が簡便であるという特長を持っている。
を混合してなる非共沸混合冷媒を用いた混合冷媒サイク
ルを利用した冷凍機が注目されている。この冷凍機は電
動圧縮機が１台ですむので装置がコンパクトになり、ま
た運転制御が簡便であるという特長を持っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
非共沸混合冷媒を用いた現状の冷凍機には、下記の如き
問題点があった。即ち、この混合冷媒の必須成分として
使われている冷媒がＣ2Ｃｌ3Ｆ3、Ｃ2Ｃｌ2Ｆ4、ＣＣｌ
3Ｆ、ＣＣｌ2Ｆ2、ＣＣｌＦ3、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8
等であり、このうちＣ2Ｃｌ3Ｆ3、Ｃ2Ｃｌ2Ｆ4、ＣＣｌ
3Ｆ、ＣＣｌ2Ｆ2、ＣＣｌＦ3は全て特定フロンであり、
オゾン層破壊係数が高く地球環境上、好ましくない冷媒
である。また、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8は全て可燃性で
あり、安全上、好ましくない冷媒である。従って、環境
上、安全上、好ましい冷媒のみからなる混合冷媒を用い
た冷凍機の開発が急務であった。
非共沸混合冷媒を用いた現状の冷凍機には、下記の如き
問題点があった。即ち、この混合冷媒の必須成分として
使われている冷媒がＣ2Ｃｌ3Ｆ3、Ｃ2Ｃｌ2Ｆ4、ＣＣｌ
3Ｆ、ＣＣｌ2Ｆ2、ＣＣｌＦ3、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8
等であり、このうちＣ2Ｃｌ3Ｆ3、Ｃ2Ｃｌ2Ｆ4、ＣＣｌ
3Ｆ、ＣＣｌ2Ｆ2、ＣＣｌＦ3は全て特定フロンであり、
オゾン層破壊係数が高く地球環境上、好ましくない冷媒
である。また、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8は全て可燃性で
あり、安全上、好ましくない冷媒である。従って、環境
上、安全上、好ましい冷媒のみからなる混合冷媒を用い
た冷凍機の開発が急務であった。
【０００６】このためには、ただ単に、使用する冷媒と
して特定フロンに属さないＣＨＣｌＦ2のようなオゾン
層破壊係数の小さい不燃性のもののみを使用した混合冷
媒を用いれば良いという考えがある。しかし、この場合
には、全ての場合に所定の低温度まで冷却できるとは限
らない。また、たとえ冷えたとしても安定した運転を行
なう保障はないという問題がある。
して特定フロンに属さないＣＨＣｌＦ2のようなオゾン
層破壊係数の小さい不燃性のもののみを使用した混合冷
媒を用いれば良いという考えがある。しかし、この場合
には、全ての場合に所定の低温度まで冷却できるとは限
らない。また、たとえ冷えたとしても安定した運転を行
なう保障はないという問題がある。
【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を除去し、安全で地球環境上好ましい冷
媒のみを用いた非共沸混合冷媒からなる冷凍装置用冷媒
及び該冷媒を使用し所定の低温を発生させることができ
る高性能の冷凍装置を提供することにある。
で、上記問題点を除去し、安全で地球環境上好ましい冷
媒のみを用いた非共沸混合冷媒からなる冷凍装置用冷媒
及び該冷媒を使用し所定の低温を発生させることができ
る高性能の冷凍装置を提供することにある。
【０００８】［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、冷凍
装置用冷媒をＣ２ＨＣｌ２Ｆ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ４、ＣＨＦ
３、ＣＦ４、Ａｒの５種類の冷媒を混合して非共沸混合
冷媒としたことを特徴とする。
装置用冷媒をＣ２ＨＣｌ２Ｆ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ４、ＣＨＦ
３、ＣＦ４、Ａｒの５種類の冷媒を混合して非共沸混合
冷媒としたことを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載の発明は、圧縮機、凝縮
器、蒸発器、前記圧縮機吐出側の送り冷媒と前記蒸発器
からの戻り冷媒とが流通する複数の中間熱交換器と複数
の分離器と複数の減圧器とを具備しており、作動冷媒と
して非共沸混合冷媒を用い、分離器を経た冷媒の凝縮冷
媒を、減圧器を介して中間熱交換器に蒸発器からの戻り
冷媒と合流せしめ、前記冷媒中の未凝縮冷媒を冷却し、
順次沸点の高い冷媒を凝縮せしめると共に、最終段もし
くは中間の減圧器を介して冷媒を前記蒸発器に流通する
ように構成し、−１２０℃以下の低温を得る冷凍装置に
おいて、作動冷媒がＣ２ＨＣｌ２Ｆ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ４、
ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ａｒの５種類の冷媒を混合した非共
沸混合冷媒であることを特徴とする。
器、蒸発器、前記圧縮機吐出側の送り冷媒と前記蒸発器
からの戻り冷媒とが流通する複数の中間熱交換器と複数
の分離器と複数の減圧器とを具備しており、作動冷媒と
して非共沸混合冷媒を用い、分離器を経た冷媒の凝縮冷
媒を、減圧器を介して中間熱交換器に蒸発器からの戻り
冷媒と合流せしめ、前記冷媒中の未凝縮冷媒を冷却し、
順次沸点の高い冷媒を凝縮せしめると共に、最終段もし
くは中間の減圧器を介して冷媒を前記蒸発器に流通する
ように構成し、−１２０℃以下の低温を得る冷凍装置に
おいて、作動冷媒がＣ２ＨＣｌ２Ｆ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ４、
ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ａｒの５種類の冷媒を混合した非共
沸混合冷媒であることを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記のように冷凍装置用作動冷媒の成分として
Ｃ2ＨＣｌ2Ｆ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ａｒの５
種類の冷媒が含まれるので、後述の研究結果から明らか
なように、長期間安定運転ができ、且つ所定の−１２０
℃以下の低温が得られた。
Ｃ2ＨＣｌ2Ｆ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ａｒの５
種類の冷媒が含まれるので、後述の研究結果から明らか
なように、長期間安定運転ができ、且つ所定の−１２０
℃以下の低温が得られた。
【００１１】また、上記５種類の冷媒のうち、Ｃ2ＨＣ
ｌ2Ｆ3は分子中に水素（Ｈ）を含んでいるので、大気中
で不安定であり、成層圏に達する量が極めて少なく、成
層圏オゾン層破壊係数は極めて小さい。さらに、残り４
種の冷媒はすべて分子中に塩素（Ｃｌ）を含んでいない
ので成層圏オゾン層も破壊せず、環境上、極めて良い冷
凍装置となる。
ｌ2Ｆ3は分子中に水素（Ｈ）を含んでいるので、大気中
で不安定であり、成層圏に達する量が極めて少なく、成
層圏オゾン層破壊係数は極めて小さい。さらに、残り４
種の冷媒はすべて分子中に塩素（Ｃｌ）を含んでいない
ので成層圏オゾン層も破壊せず、環境上、極めて良い冷
凍装置となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は、本発明の冷凍装置の構成を示す図で、図
３はその冷凍装置内各部の作動冷媒の状態を簡易的に表
すもので縦軸が温度、横軸が成分（右端がＣ2ＨＣｌ2Ｆ
3、左端がＡｒ）を表す。
する。図２は、本発明の冷凍装置の構成を示す図で、図
３はその冷凍装置内各部の作動冷媒の状態を簡易的に表
すもので縦軸が温度、横軸が成分（右端がＣ2ＨＣｌ2Ｆ
3、左端がＡｒ）を表す。
【００１３】冷凍装置は図２に示すように、圧縮機１、
凝縮器２、補助熱交換器４、第１分離器５、第１減圧機
６、第１熱交換器７、第２分離器８、第２減圧器９、第
２熱交換器１０、第３分離器１１、第３減圧器１２、第
３熱交換器１３、最終段減圧器１４及び蒸発器１５を具
備する構成である。
凝縮器２、補助熱交換器４、第１分離器５、第１減圧機
６、第１熱交換器７、第２分離器８、第２減圧器９、第
２熱交換器１０、第３分離器１１、第３減圧器１２、第
３熱交換器１３、最終段減圧器１４及び蒸発器１５を具
備する構成である。
【００１４】上記構成の冷凍装置において、作動冷媒と
して、図１に示すＣ2ＨＣｌ2Ｆ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、ＣＨ
Ｆ3、ＣＦ4、Ａｒの５種類の単冷媒の混合物である非共
沸混合冷媒を用いている。この冷凍装置において、圧縮
機１で圧縮された冷媒ガスは、吐出側冷媒配管２０を通
って、凝縮器２に送られ配管３内を流れる冷却水により
冷却され、冷媒ガス中の凝縮しやすい成分（Ｃ2ＨＣｌ2
Ｆ3に富んだ冷媒）が凝縮する。さらに補助熱交換器４
で冷媒配管３６から送られてくる低温低圧の冷媒により
冷却凝縮する。
して、図１に示すＣ2ＨＣｌ2Ｆ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、ＣＨ
Ｆ3、ＣＦ4、Ａｒの５種類の単冷媒の混合物である非共
沸混合冷媒を用いている。この冷凍装置において、圧縮
機１で圧縮された冷媒ガスは、吐出側冷媒配管２０を通
って、凝縮器２に送られ配管３内を流れる冷却水により
冷却され、冷媒ガス中の凝縮しやすい成分（Ｃ2ＨＣｌ2
Ｆ3に富んだ冷媒）が凝縮する。さらに補助熱交換器４
で冷媒配管３６から送られてくる低温低圧の冷媒により
冷却凝縮する。
【００１５】この間の作動冷媒の状態を図３を用いて説
明すると、図中のＩ点が圧縮機１で圧縮された冷媒ガス
を示す。この冷媒ガスは凝縮器２及び補助熱交換器４で
冷却され、凝縮圧力における露点曲線との交点Ａ0から
凝縮を始める。補助熱交換器４の出口では冷媒ガスの一
部分が凝縮した状態Ａ1となる。
明すると、図中のＩ点が圧縮機１で圧縮された冷媒ガス
を示す。この冷媒ガスは凝縮器２及び補助熱交換器４で
冷却され、凝縮圧力における露点曲線との交点Ａ0から
凝縮を始める。補助熱交換器４の出口では冷媒ガスの一
部分が凝縮した状態Ａ1となる。
【００１６】補助熱交換器４を出た冷媒（状態Ａ1点）
は冷媒配管２３を通って第１分離器５に入り、ガス相
（状態Ｂ0点）と液相（状態Ａ2点）に分けられる。この
うち冷媒ガスは冷媒配管２４を通って第１熱交換器７に
至る。
は冷媒配管２３を通って第１分離器５に入り、ガス相
（状態Ｂ0点）と液相（状態Ａ2点）に分けられる。この
うち冷媒ガスは冷媒配管２４を通って第１熱交換器７に
至る。
【００１７】一方、冷媒液は第１減圧器６により減圧さ
れ、蒸発圧力の状態（Ａ3点）となる。この減圧された
冷媒は配管３５を通って同じく第１熱交換器７に至る。
該第１熱交換器７において、冷媒ガス（状態Ｂ0点）
は、前記状態Ａ3の冷媒により冷却凝縮し、状態Ｂ1にな
る。一方、状態Ａ3の冷媒は加熱され、状態Ａ4となり、
蒸発する。第１熱交換器７にて、冷却、凝縮した冷媒
（状態Ｂ1点）は冷媒配管２５を通って第２分離器８に
入り、ガス相（状態Ｃ0点）と液相（状態Ｂ2点）に分け
られる。
れ、蒸発圧力の状態（Ａ3点）となる。この減圧された
冷媒は配管３５を通って同じく第１熱交換器７に至る。
該第１熱交換器７において、冷媒ガス（状態Ｂ0点）
は、前記状態Ａ3の冷媒により冷却凝縮し、状態Ｂ1にな
る。一方、状態Ａ3の冷媒は加熱され、状態Ａ4となり、
蒸発する。第１熱交換器７にて、冷却、凝縮した冷媒
（状態Ｂ1点）は冷媒配管２５を通って第２分離器８に
入り、ガス相（状態Ｃ0点）と液相（状態Ｂ2点）に分け
られる。
【００１８】このうち、冷媒ガスは冷媒配管２６を通っ
て第２熱交換器１０に至る。一方、冷媒液は、第２減圧
器９により減圧され、蒸発圧力状態（Ｂ3点）となる。
この減圧された冷媒も配管３３を通って同じく第２熱交
換器１０に至る。該第２熱交換器１０において冷媒ガス
（状態Ｃ0）は、前記状態Ｂ3の冷媒により冷却・凝縮
し、状態Ｃ1となる。一方、状態Ｂ3の冷媒は加熱され、
状態Ｂ4となり蒸発する。
て第２熱交換器１０に至る。一方、冷媒液は、第２減圧
器９により減圧され、蒸発圧力状態（Ｂ3点）となる。
この減圧された冷媒も配管３３を通って同じく第２熱交
換器１０に至る。該第２熱交換器１０において冷媒ガス
（状態Ｃ0）は、前記状態Ｂ3の冷媒により冷却・凝縮
し、状態Ｃ1となる。一方、状態Ｂ3の冷媒は加熱され、
状態Ｂ4となり蒸発する。
【００１９】第２熱交換器１０にて冷却・凝縮した冷媒
（状態Ｃ1）は、上記同様な原理で第３分離機１１、第
３熱交換器を経て状態Ｄ1となり、最終段減圧装置１４
で減圧され蒸発圧力で−１２０℃以下の低温の状態Ｄ３
となる。この低温冷媒が状態Ｄ３から状態Ｄ4に至る蒸
発熱を利用して、蒸発器１５にて−１２０℃以下の低温
を得ることができる。
（状態Ｃ1）は、上記同様な原理で第３分離機１１、第
３熱交換器を経て状態Ｄ1となり、最終段減圧装置１４
で減圧され蒸発圧力で−１２０℃以下の低温の状態Ｄ３
となる。この低温冷媒が状態Ｄ３から状態Ｄ4に至る蒸
発熱を利用して、蒸発器１５にて−１２０℃以下の低温
を得ることができる。
【００２０】以上の説明の中で蒸発した冷媒は順々に合
流して、補助熱交換器４の出口部では状態IIとなり配管
２１を通って圧縮機１に吸い込まれ、再び圧縮され、冷
凍サイクルを構成する。
流して、補助熱交換器４の出口部では状態IIとなり配管
２１を通って圧縮機１に吸い込まれ、再び圧縮され、冷
凍サイクルを構成する。
【００２１】上記構成の冷凍装置において冷媒としてＣ
2ＨＣｌ2Ｆ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ａｒの５種
類の冷媒の混合物（非共沸混合冷媒）を用いた場合、蒸
発器１５にて−１２０℃以下の低温を得ることができ
た。
2ＨＣｌ2Ｆ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ａｒの５種
類の冷媒の混合物（非共沸混合冷媒）を用いた場合、蒸
発器１５にて−１２０℃以下の低温を得ることができ
た。
【００２２】一方、冷媒として上記５種類のうち、いず
れかの１種類を除いた４種類の冷媒の混合物を用いた場
合、蒸発器１５にて−１２０℃以下の低温を得ることが
できなかった。更に、本発明に至る種々の研究におい
て、５種類の冷媒の混合量の変化により、冷却性能や電
動圧縮機の入力電流値が変化し、高性能で安定した運転
をするための最適な混合量の範囲があることが分かっ
た。この結果の一例を図４に示す。
れかの１種類を除いた４種類の冷媒の混合物を用いた場
合、蒸発器１５にて−１２０℃以下の低温を得ることが
できなかった。更に、本発明に至る種々の研究におい
て、５種類の冷媒の混合量の変化により、冷却性能や電
動圧縮機の入力電流値が変化し、高性能で安定した運転
をするための最適な混合量の範囲があることが分かっ
た。この結果の一例を図４に示す。
【００２３】図４はＣ2Ｈ2Ｆ4の混合量〔ｇ〕を横軸
に、冷媒吐出温度〔℃〕、電動圧縮機の入力電流値
〔Ａ〕と−１２０℃に冷すための冷却能力を縦軸にした
ものである。図℃からわかるように、Ｃ2Ｈ2Ｆ4の混合
量が６０ｇで、入力電流値が最低、冷却能力が最大とな
り、この量が一番高性能であった。またこの時の冷媒吐
出温度は８０℃程度なので分解もなく安定した運転がで
きる。以上のことはＣ2Ｈ2Ｆ4について示したが、その
ほかの冷媒についても同様な結果が得られた。得られた
最適な混合量を図５に示す。
に、冷媒吐出温度〔℃〕、電動圧縮機の入力電流値
〔Ａ〕と−１２０℃に冷すための冷却能力を縦軸にした
ものである。図℃からわかるように、Ｃ2Ｈ2Ｆ4の混合
量が６０ｇで、入力電流値が最低、冷却能力が最大とな
り、この量が一番高性能であった。またこの時の冷媒吐
出温度は８０℃程度なので分解もなく安定した運転がで
きる。以上のことはＣ2Ｈ2Ｆ4について示したが、その
ほかの冷媒についても同様な結果が得られた。得られた
最適な混合量を図５に示す。
【００２４】この最適な混合量に調整した非共沸混合冷
媒を充填することは非常に困難であり、最適量から±３
０％の誤差で冷却能力は最大値の９０％以上が得られる
ので、この最適量の±３０％の誤差で混合した混合冷媒
を実用上は使用可能と考える。
媒を充填することは非常に困難であり、最適量から±３
０％の誤差で冷却能力は最大値の９０％以上が得られる
ので、この最適量の±３０％の誤差で混合した混合冷媒
を実用上は使用可能と考える。
【００２５】また、図６は、この実用上の冷媒を充填し
て連続運転した（６か月以上）結果である。これからも
わかるように非常に安定した運転ができている。無論−
１２０℃以下の冷却温度も得られている。
て連続運転した（６か月以上）結果である。これからも
わかるように非常に安定した運転ができている。無論−
１２０℃以下の冷却温度も得られている。
【００２６】以上の研究において電動圧縮機の潤滑油と
して、スニソ３ＧＳとアルキルベンゼン系の合成油の２
種類を使用したが、いずれの場合も同様な性能を得た。
また、５種類の冷媒のうち、Ｃ2Ｈ2Ｆ4をＣＨＣｌＦ2、
ＣＨＦ3をＣ2Ｆ6に変更しても同様な性能を得た。
して、スニソ３ＧＳとアルキルベンゼン系の合成油の２
種類を使用したが、いずれの場合も同様な性能を得た。
また、５種類の冷媒のうち、Ｃ2Ｈ2Ｆ4をＣＨＣｌＦ2、
ＣＨＦ3をＣ2Ｆ6に変更しても同様な性能を得た。
【００２７】以上の説明は、冷凍装置として図２のよう
に構成した場合について示したが、そのほかの構成でも
同様な原理を使用した冷凍装置においては同じ効果を奏
するのは無論である。
に構成した場合について示したが、そのほかの構成でも
同様な原理を使用した冷凍装置においては同じ効果を奏
するのは無論である。
【００２８】また、得たい温度が−１２０℃以下ではな
く、−１００℃程度の場合では、図２の構成において、
第３分離器１１、第３減圧器１２、第３熱交換器１３を
省いた冷凍装置において、作動冷媒としてＣ2ＨＣｌ2Ｆ
3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、ＣＨＦ3、ＣＦ4の４種類の単冷媒の混合
冷媒を用いれば目標を達成するのは無論である。
く、−１００℃程度の場合では、図２の構成において、
第３分離器１１、第３減圧器１２、第３熱交換器１３を
省いた冷凍装置において、作動冷媒としてＣ2ＨＣｌ2Ｆ
3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、ＣＨＦ3、ＣＦ4の４種類の単冷媒の混合
冷媒を用いれば目標を達成するのは無論である。
【００２９】更に、−１４０℃〜−１５０℃の温度を得
たい場合には図２の構成において、分離器、減圧器、熱
交換器を１台ずつ増やした冷凍装置において、作動冷媒
として本発明の５種類の冷媒以外にN2を混合すれば目標
を達成する。
たい場合には図２の構成において、分離器、減圧器、熱
交換器を１台ずつ増やした冷凍装置において、作動冷媒
として本発明の５種類の冷媒以外にN2を混合すれば目標
を達成する。
【００３０】［発明の効果］ 以上説明したように請求項１及び請求項２に記載の発明
によれば、作動冷媒がＣ ２ ＨＣｌ ２ Ｆ ３ 、Ｃ ２ Ｈ
２ Ｆ ４ 、ＣＨＦ ３ 、ＣＦ ４ 、Ａｒの５種類の冷媒を混合
した非共沸混合冷媒であるので、下記の優れた効果が得
られるものである。 （１）−１２０℃以下の低温を発生させることができ
る。 （２）冷凍装置として高性能で安定した運転を行なうこ
とができる。 （３）上記５種類の冷媒のうちＣ ２ Ｈ ２ Ｆ ４ 、ＣＨ
Ｆ ３ 、ＣＦ ４ 、Ａｒの４種類は分子中に塩素（Ｃｌ）を
含んでいないので、成層圏オゾン層破壊係数が０であ
り、残りのＣ ２ ＨＣｌ ２ Ｆ ３ も成層圏オゾン層破壊係数
が０．０２と非常に低いので環境上非常に良い。 （４）上記非共沸混合冷媒を構成する各成分ともに不燃
性であるので取扱上非常に安全である。
によれば、作動冷媒がＣ ２ ＨＣｌ ２ Ｆ ３ 、Ｃ ２ Ｈ
２ Ｆ ４ 、ＣＨＦ ３ 、ＣＦ ４ 、Ａｒの５種類の冷媒を混合
した非共沸混合冷媒であるので、下記の優れた効果が得
られるものである。 （１）−１２０℃以下の低温を発生させることができ
る。 （２）冷凍装置として高性能で安定した運転を行なうこ
とができる。 （３）上記５種類の冷媒のうちＣ ２ Ｈ ２ Ｆ ４ 、ＣＨ
Ｆ ３ 、ＣＦ ４ 、Ａｒの４種類は分子中に塩素（Ｃｌ）を
含んでいないので、成層圏オゾン層破壊係数が０であ
り、残りのＣ ２ ＨＣｌ ２ Ｆ ３ も成層圏オゾン層破壊係数
が０．０２と非常に低いので環境上非常に良い。 （４）上記非共沸混合冷媒を構成する各成分ともに不燃
性であるので取扱上非常に安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍装置の作動冷媒として用いる非共
沸混合冷媒の各成分を示す図である。
沸混合冷媒の各成分を示す図である。
【図２】本発明の冷凍装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の冷凍装置内の各部の作動冷媒の状態を
簡易的に示す図である。
簡易的に示す図である。
【図４】Ｃ2Ｈ2Ｆ4の混合量と冷媒吐出温度、電動圧縮
機の入力電流値及び冷却能力の関係を示す図である。
機の入力電流値及び冷却能力の関係を示す図である。
【図５】本発明の冷凍装置の作動冷媒の各成分の最適な
混合量を示す図である。
混合量を示す図である。
【図６】本発明の冷凍装置に冷媒を充填して連続運転し
た結果を示す図である。
た結果を示す図である。
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 冷却流体配管 ４ 補助熱交換器 ５ 第１分離器 ６ 第１減圧器 ７ 第１熱交換器 ８ 第２分離器 ９ 第２減圧器 １０ 第２熱交換器 １１ 第３分離器 １２ 第３減圧器 １３ 第３熱交換器 １４ 最終段減圧装置 １５ 蒸発器 ２０ 吐出側冷媒配管 ２１ 吸込側冷媒配管 ２２〜３６ 冷媒配管
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ２ＨＣｌ２Ｆ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ４、ＣＨ
Ｆ３、ＣＦ４、Ａｒの５種類の冷媒を混合して非共沸混
合冷媒としたことを特徴とする冷凍装置用冷媒。 - 【請求項２】 圧縮機、凝縮器、蒸発器、前記圧縮機吐
出側の送り冷媒と前記蒸発器からの戻り冷媒とが流通す
る複数の中間熱交換器と複数の分離器と複数の減圧器と
を具備しており、作動冷媒として非共沸混合冷媒を用
い、前記分離器を経た冷媒の凝縮冷媒を、前記減圧器を
介して前記中間熱交換器に前記蒸発器からの戻り冷媒と
合流せしめ、前記冷媒中の未凝縮冷媒を冷却し、順次沸
点の高い冷媒を凝縮せしめると共に、最終段もしくは中
間の減圧器を介して冷媒を前記蒸発器に流通するように
構成し、−１２０℃以下の低温を得る冷凍装置におい
て、前記作動冷媒がＣ２ＨＣｌ２Ｆ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ４、
ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ａｒの５種類の冷媒を混合した非共
沸混合冷媒であることを特徴とする冷凍装置。
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| JP3309788A JP2764489B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 冷凍装置用冷媒及び該冷媒を用いる冷凍装置 |
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| JP3309788A JP2764489B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 冷凍装置用冷媒及び該冷媒を用いる冷凍装置 |
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ID=17997252
Family Applications (1)
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| JP3309788A Expired - Fee Related JP2764489B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 冷凍装置用冷媒及び該冷媒を用いる冷凍装置 |
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