JP3307004B2 - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JP3307004B2
JP3307004B2 JP16149593A JP16149593A JP3307004B2 JP 3307004 B2 JP3307004 B2 JP 3307004B2 JP 16149593 A JP16149593 A JP 16149593A JP 16149593 A JP16149593 A JP 16149593A JP 3307004 B2 JP3307004 B2 JP 3307004B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、冷凍装置に関し、さ
らに詳しくは冷媒循環系における含有水分の検知精度を
高めた冷凍装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、特定フロン(例えば、R22:C
HClF2等)によるオゾン層破壊の問題が、地球環境
保全に関する重要な問題として議論されてきており、特
定フロンの製造・使用に対する規制が強化される方向に
ある。
【0003】そこで、冷凍装置用の熱伝達用流体(即
ち、冷媒)として新しい物質(例えば、R134a等の
新冷媒)の開発が進められているが、これらの新冷媒の
場合、潤滑油として相溶性のあるエステル油系のものが
使用されることとなっている。ところが、潤滑油として
エステル油系のものを使用した場合、水による加水分解
を容易に起こすため、冷媒循環系における水分の管理
が、従来の特定フロンを冷媒として用いた冷凍装置に比
べて極めて重要となる。
【0004】ところで、従来の特定フロンを冷媒として
用いた冷凍装置においても、冷媒循環系における水分を
検知する目的から凝縮器の出口側である高圧液ラインに
塩化コバルトからなるモイスチャインジケータを設ける
技術があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モイスチャ
インジケータは冷媒との組み合わせにおいて特有の特性
を示すことは良く知られている事実であり、例えば、R
22を冷媒として用いた場合、図に示すように、モイ
スチャインジケータは、ドライ線X′より左側ではブル
ーとなり、ウェット線Y′より右側ではピンクとなり、
ドライ線X′とウェット線Y′との間では中間色とな
る。
【0006】従って、上記したように高圧液ラインにモ
イスチャインジケータを設けた場合、凝縮器出口側にお
ける冷媒温度は約50℃なので、その時モイスチャイン
ジケータがブルーとなる限界水分量は133ppmとな
る。ところが、R22の場合、加水分解のおそれのない
鉱油系の潤滑油が使用されているため、限界水分量を1
33ppmとする水分検知であってもなんら支障がなか
った。
【0007】しかしながら、上記したようにR134a
等の新冷媒の場合、エステル油系の潤滑油の加水分解を
考慮する必要があり、より厳格な水分管理(例えば、限
界水分量を10〜20ppmとする水分管理)が必要と
なる。
【0008】ところで、上記モイスチャインジケータの
特性によれば、例えば、R22の場合、冷媒温度が25
℃に低下すると限界水分量は60ppmに低下するとい
うように、検知冷媒の温度の低下に応じて限界水分量も
小さくなるという共通の傾向がある。本願発明者は、こ
の事実に着目してモイスチャインジケータによる検知を
低温度状態で行うことにより、新冷媒に十分対応できる
厳格な水分管理を可能ならしめようとして本願発明をす
るに至ったのである。
【0009】また、現行冷媒循環系であるHCFC−鉱
油系の場合における飽和水分溶解度は、冷媒(即ち、R
22)で460ppm、鉱油で100ppmであるのに
対して、新冷媒循環系であるHFC−エステル油系の場
合における飽和水分溶解度は、冷媒(R134a)で5
00ppm、エステル油で1700ppmである。つま
り、現行冷媒循環系の場合、冷媒での飽和水分溶解度が
支配的なため、冷媒中の水分量検知により系全体の水分
量を予測できたが、新冷媒循環系の場合、エステル油で
の飽和水分溶解度が支配的となっているため、冷媒中の
水分検知より潤滑油中の水分検知により系全体の水分量
の予測を行う方がより精度が向上する。そこで、本発明
者は、潤滑油中の水分量を検知することで、新冷媒に十
分対応できる水分管理を可能ならしめようとして本願発
明をするに至ったのである。
【0010】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、冷凍装置において新冷媒に十分対応できる水分管
理を行い得るようにすることを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項の発明では、上
記課題を解決するための手段として、図面に示すよう
に、圧縮機1、凝縮器2、冷媒乾燥機構3、減圧機構4
および蒸発器5を冷媒配管により順次接続してなる冷媒
回路Aを備えた冷凍装置において、前記冷媒回路Aにお
ける高圧液ラインA1から分岐し且つ低圧ラインA2へ還
流するバイパス路14を設け、該バイパス路14には冷
媒圧力を低減する減圧部15を設けるとともに、前記バ
イパス路14における減圧部15の下流側に、冷媒中の
水分を検知し、検知冷媒の温度の低下に応じて限界水分
量も小さくなるという傾向のあるモイスチャインジケー
タ10を設けるようにしている。
【0012】請求項の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、圧縮機1、油分
離器16、凝縮器2、冷媒乾燥機構3、減圧機構4およ
び蒸発器5を冷媒配管により順次接続してなる冷媒回路
Aを備えた冷凍装置において、前記油分離器16の底部
に、潤滑油中の水分量に応じて反応するモイスチャイン
ジケータ10を設けるようにしている。
【0013】
【作用】請求項の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。
【0014】即ち、高圧液ラインA1から分岐したバイ
パス路14を流れる高圧液冷媒は、減圧部15において
減圧されると同時に温度降下されて液ーガス混合状態と
なり、その状態の冷媒中の水分量に応じてモイスチャイ
ンジケータ10が反応することとなる。従って、従来の
高圧液冷媒中の水分量を検知するものと比較して、モイ
スチャインジケータ10がドライ状態と検知する限界水
分量が小さくなる。
【0015】請求項の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。
【0016】即ち、油分離器16に溜った潤滑油中の水
分量に応じてモイスチャインジケータ10が反応するこ
ととなり、HFC−エステル油系のように水分溶解度が
支配的な潤滑油から直接水分量検知が行なわれることと
なる。
【0017】
【発明の効果】請求項の発明によれば、圧縮機1、凝
縮器2、冷媒乾燥機構3、減圧機構4および蒸発器5を
冷媒配管により順次接続してなる冷媒回路Aを備えた冷
凍装置において、前記冷媒回路Aにおける高圧液ライン
1から分岐し且つ低圧ラインA2へ還流するバイパス路
14を設け、該バイパス路14には冷媒圧力を低減する
減圧部15を設けるとともに、前記バイパス路14にお
ける減圧部15の下流側に、冷媒中の水分を検知し、検
知冷媒の温度の低下に応じて限界水分量も小さくなると
いう傾向のあるモイスチャインジケータ10を設けて、
高圧液ラインA1から分岐したバイパス路14を流れる
高圧液冷媒が、減圧部15において減圧されると同時に
温度降下されて液ーガス混合状態となり、その状態の冷
媒中の水分量に応じてモイスチャインジケータ10が反
応するようにしたので、従来の高圧液冷媒中の水分量を
検知するものと比較して、モイスチャインジケータ10
がドライ状態と検知する限界水分量が小さくなり、極め
て簡易な構成により新冷媒に十分対応できる水分管理を
行うことが可能となるという優れた効果がある。
【0018】請求項の発明によれば、圧縮機1、油分
離器16、凝縮器2、冷媒乾燥機構3、減圧機構4およ
び蒸発器5を冷媒配管により順次接続してなる冷媒回路
Aを備えた冷凍装置において、前記油分離器16の底部
に、潤滑油中の水分量に応じて反応するモイスチャイン
ジケータ10を設けて、油分離器16に溜った潤滑油中
の水分量に応じてモイスチャインジケータ10が反応す
るようにしたので、HFC−エステル油系のように水分
溶解度が支配的な潤滑油から直接水分量検知が行なわれ
ることとなり、系全体としての水分量予測の精度が大幅
に向上するという優れた効果がある。
【0019】
【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾
つかの好適な実施例を説明する。
【0020】実施例には、本願発明の実施例にかかる冷凍装置におけ
る冷媒回路が示されている。本実施例は、請求項の発
明に対応するものである。
【0021】本実施例の冷凍装置における冷媒回路A
は、圧縮機1、凝縮器2、冷媒乾燥機構3、減圧機構4
および蒸発器5を冷媒配管により順次接続して構成され
ており、圧縮機1から吐出されたガス冷媒は、凝縮器2
において冷却凝縮されて高圧液冷媒となり、その後冷媒
乾燥機構3において冷媒中の水分が除去され、減圧機構
4において減圧され、蒸発器5において蒸発された後圧
縮機1に還流されることとなっている。
【0022】しかして、本実施例においては、前記冷媒
回路Aにおける高圧液ラインA1 (即ち、凝縮器2の出
口側における冷媒乾燥機構3と減圧機構4との間)から
分岐し且つ低圧ラインA2 (即ち、減圧機構4と圧縮機
1との間)へ還流するバイパス路14が設けられてい
る。そして、該バイパス路14には、冷媒圧力を低減す
る減圧部15を設けるとともに、該減圧部15の下流側
に冷媒中の水分を検知するモイスチャインジケータ10
を設けている。
【0023】上記のように構成したことにより、高圧液
ラインA1から分岐したバイパス路14を流れる高圧液
冷媒は、減圧部15において減圧されると同時に温度降
下されて液ーガス混合状態となり、その状態の冷媒中の
水分量に応じてモイスチャインジケータ10が反応す
る。従って、従来の高圧液冷媒中の水分量を検知するも
のと比較して、モイスチャインジケータ10がドライ状
態と検知する限界水分量が小さくなり、極めて簡易な構
成により新冷媒に十分対応できる水分管理を行うことが
可能となる。
【0024】例えば、新冷媒としてR134aを使用し
た場合について説明すると、高圧液ラインA 1 にモイス
チャインジケータを設けた(従来と同じ場所に設けられ
ている)場合、凝縮器2の出口側の高圧液冷媒の温度は
約43℃であり、図3に示すように、43℃に相当する
R134aのドライ線Xによる限界水分量は45ppm
であるが、上記したバイパス路14における減圧部15
の下流側に設けられたモイスチャインジケータ10の場
合、約5℃に温度降下された冷媒中の水分を検知するた
め、5℃に相当するR134aのドライ線Xによる限界
水分量は10ppmとなる。つまり、モイスチャインジ
ケータ10によって10ppmの限界水分量まで検知可
能となり、新冷媒に十分対応できる水分管理を行うこと
が可能となるのである。図3においてYはR134aの
ウェット線である。
【0025】実施例には、本願発明の実施例にかかる冷凍装置におけ
る油分離器が示されている。本実施例は、請求項の発
明に対応するものである。
【0026】本実施例の場合、冷凍装置における冷媒循
環系をHFC−エステル油系とするとともに、油溜部と
なる油分離器16の底部にモイスチャインジケータ10
を付設している。
【0027】上記のように構成したことにより、油溜部
に溜った潤滑油中の水分量に応じてモイスチャインジケ
ータ10が反応することとなる。HFC−エステル油系
の場合、前述したように飽和水分溶解度が潤滑油におい
て極めて大きくなるところから、水分溶解度が支配的な
潤滑油から直接水分量検知が行なわれるため、系全体と
しての水分量予測の精度が大幅に向上することとなる。
【0028】本願発明は、上記各実施例の構成に限定
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例1にかかる冷凍装置の冷媒回
路図である。
【図2】本願発明の実施例にかかる冷凍装置における
油分離器の正面図である。
【図3】モイスチャインジケータの検知特性図である。
【符号の説明】
1は圧縮機、2は凝縮器、3は冷媒乾燥機構、4は減圧
機構、5は蒸発器、7は高圧液バイパス路、8は低圧バ
イパス路、9は熱交換部、10はモイスチャインジケー
タ、11は内管、12は外管、14はバイパス路、15
は減圧部、16は油分離器、17は油面計、Aは冷媒回
路、A1は高圧液ライン、A2は低圧ライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 49/00 - 49/02 F25B 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機(1)、凝縮器(2)、冷媒乾燥
    機構(3)、減圧機構(4)および蒸発器(5)を冷媒
    配管により順次接続してなる冷媒回路(A)を備えた冷
    凍装置であって、前記冷媒回路(A)における高圧液ラ
    イン(A1)から分岐し且つ低圧ライン(A2)へ還流す
    るバイパス路(14)を設け、該バイパス路(14)に
    は冷媒圧力を低減する減圧部(15)を設けるととも
    に、前記バイパス路(14)における減圧部(15)の
    下流側には、冷媒中の水分を検知し、検知冷媒の温度の
    低下に応じて限界水分量も小さくなるという傾向のある
    モイスチャインジケータ(10)を設けたことを特徴と
    する冷凍装置。
  2. 【請求項2】 圧縮機(1)、油分離器(16)、凝縮
    器(2)、冷媒乾燥機構(3)、減圧機構(4)および
    蒸発器(5)を冷媒配管により順次接続してなる冷媒回
    路(A)を備えた冷凍装置であって、冷媒循環系として
    HFC−エステル油系のものを使用するとともに、前記
    油分離器(16)の底部には、潤滑油中の水分量に応じ
    て反応するモイスチャインジケータ(10)を設けたこ
    とを特徴とする冷凍装置。
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