JP4789978B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

この発明は、冷凍冷蔵機器や空気調和機器、もしくは給湯用機器などの冷凍サイクル装置に関し、特に冷媒として炭素の二重結合を有する冷媒を含んだ混合冷媒を使用する冷凍サイクル装置に関するものである。

地球の温暖化を防止する一環として、冷凍冷蔵機器や空気調和機器、もしくは給湯用機器などの冷凍サイクルを構成する装置に使用される冷媒（作動流体）を、現在特に冷凍空調用途で主として使用されているＲ４１０Ａ（Ｒ３２とＲ１２５の混合冷媒）やＲ１３４ａ等のＨＦＣ冷媒から、それらよりも地球温暖化係数（Ｇｌｏｂａｌ Ｗａｒｍｉｎｇ ＰｏｔｅｎｔｉａｌよりＧＷＰと表現される）が大幅に低い冷媒へ置き換える検討が進められている。

その候補冷媒の一つとして、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素がある。その一例は、分子中に炭素の二重結合を１つ有する炭化水素であるプロピレン（Ｒ１２７０）の６個の水素のうち４個をフッ素に置き換えたもの（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）で、ＨＦＯ−１２３４ｙｆと呼ばれている。このような冷媒はＨＦＣ冷媒の一種ではあるが、炭素の二重結合を持つ不飽和炭化水素がオレフィンと呼ばれることから、従来の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒と区別するために、オレフィンのＯを用いてＨＦＯと表現されることがある。

このＨＦＯ−１２３４ｙｆ冷媒はＧＷＰが４であり、ＧＷＰが２０８８であるＲ４１０Ａや１４３０であるＲ１３４ａに比べてＧＷＰが極めて低く、地球温暖化防止への貢献が期待されている。

そしてＨＦＯ−１２３４ｙｆは、冷媒としての熱物性がＨＦＣ冷媒であるＲ１３４ａに極めて近いもので、現在Ｒ１３４ａ冷媒を単体で使用している自動車用空調装置（カーエアコン）では、冷媒をＨＦＯ−１２３４ｙｆに置き換えても性能面での問題は顕在化しない。しかし、Ｒ１３４ａよりも沸点が低いＨＦＣ混合冷媒Ｒ４１０ＡやＲ４０７Ｃを使用している家庭用や業務用の空調機器もしくは給湯機器では、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの冷凍能力が低いので、同等の能力を維持しようとすると、体積流量（冷媒循環量）を増大させる必要が生じる。体積流量を増大させると、同一の回路（冷凍サイクル）では回路を流れる冷媒の流速が速くなるので、冷凍サイクルでの冷媒の圧力損失が大きくなり、冷凍サイクルの運転効率が悪化する。

そのため、冷媒ＨＦＯ−１２３４ｙｆを単体で使用しないで、ＨＦＯ−１２３４ｙｆよりも低沸点な冷媒（高圧冷媒）との混合冷媒として冷凍サイクルに用いることが考えられている。混合する冷媒の候補には、例えばＲ３２、Ｒ４１、Ｒ１２５等があり、１種類でなく、複数の冷媒と混合することも考えられる。

従来、ＨＦＣ混合冷媒を使用してオゾン層破壊の環境問題発生を回避し、しかも運転効率の良い冷凍装置を得ることを目的として、圧縮機、凝縮器、主膨張装置、蒸発器が順に接続され、冷媒としてＨＦＣ混合冷媒を使用する冷凍装置に、凝縮器の出口に接続され、混合冷媒中の特定種類の冷媒の通過を容易とする機能膜が設けられて、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒の液と主膨張装置に供給される低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒の液とに分離する冷媒分離器と、この冷媒分離器により分離された高沸点成分冷媒の液を減圧する副膨張装置と、この副膨張装置により減圧された高沸点成分冷媒を凝縮器の出口の高圧液と熱交換させる高低圧熱交換器と、この高低圧熱交換器により熱交換された高沸点成分冷媒を圧縮機に戻すバイパス回路とが設けられる冷凍装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３３３４４１８号公報

炭素の二重結合を有する物質は、物質の安定性に課題があり、環境や雰囲気によって、分解及び重合の可能性がある。一般に分解や重合の条件として、高温、高圧や触媒が挙げられる。

炭素の二重結合を有する物質を冷媒として用いる冷凍サイクルの圧縮機では、圧縮要素の摺動部において炭素の二重結合を有する冷媒の分解及び重合の懸念があり、これらを抑制する対策が必要である。

上記特許文献１に記載された冷凍装置は、冷媒分離器のバイパス配管から流出した高沸点成分冷媒は副膨張装置で減圧された後、高低圧熱交換器において高圧側によって加熱されてアキュムレータ入口前で蒸発器からの低沸点成分冷媒と合流する。すなわち、圧縮機の手前（上流側）で合流するため、特に、密閉容器内が冷凍サイクルの高圧雰囲気となる圧縮機である場合には、炭素の二重結合を有する冷媒を含む混合冷媒を使用すると、混合冷媒中の炭素の二重結合を有する冷媒が圧縮機の摺動部において分解及び重合する可能性があり、冷媒の安定性が保てないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む高沸点冷媒と、前記高沸点冷媒より低沸点の少なくとも一つ以上の低沸点冷媒とを含む混合冷媒を用いる場合でも、冷媒の化学反応による分解や重合の発生を抑制することができる冷凍サイクルを提供することを目的とする。

この発明に係る冷凍サイクル装置は、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む高沸点冷媒と、前記高沸点冷媒より低沸点の少なくとも一つ以上の低沸点冷媒とを含む混合冷媒を用い、混合冷媒を凝縮する凝縮器の出口側に接続され、凝縮器にて凝縮された混合冷媒を高沸点冷媒が多く含まれる高沸点成分冷媒と低沸点冷媒が多く含まれる低沸点成分冷媒とに分離する冷媒分離器と、この冷媒分離器により分離された高沸点成分冷媒を減圧する第１の膨張装置と、凝縮器と冷媒分離器の間に配置され、第１の膨張装置により減圧された高沸点成分冷媒と凝縮器で凝縮し冷媒分離器に流入する前の混合冷媒とを熱交換させる高低圧熱交換器と、この高低圧熱交換器により熱交換された高沸点成分冷媒を圧縮する第１の圧縮要素と、記冷媒分離器により分離された低沸点成分冷媒を減圧する第２の膨張装置と、この第２の膨張装置により減圧された低沸点成分冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器と、この蒸発器により蒸発された低沸点成分冷媒を圧縮する第２の圧縮要素と、凝縮器の入口より上流側で、第１の圧縮要素で圧縮された高沸点成分冷媒と第２の圧縮要素で圧縮された低沸点成分冷媒とが合流する合流部と、を備えたものである。

この発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒分離器で凝縮器にて凝縮された炭素の二重結合を有する冷媒を含む混合冷媒を炭素の二重結合を有する高沸点冷媒が多く含まれる高沸点成分冷媒と低沸点冷媒が多く含まれる低沸点成分冷媒とに分離し、高低圧熱交換器で第１の膨張装置により減圧された高沸点成分冷媒と凝縮器で凝縮し冷媒分離器に流入する前の混合冷媒とを熱交換させ、第１の圧縮要素で高低圧熱交換器により熱交換された高沸点成分冷媒を圧縮し、第２の圧縮要素で蒸発器により蒸発された低沸点成分冷媒を圧縮する構成にしたので、安定性に課題のある炭素の二重結合を有する高沸点成分冷媒は第１の圧縮要素のみに吸入される。従って、第１の圧縮要素を、炭素の二重結合を有する冷媒が分解、重合し難い構成とすることで、安定性に課題のある高沸点成分冷媒中の炭素の二重結合を有する冷媒の化学反応による分解や重合の発生を抑制することができ、混合冷媒の安定性を保つことが可能な信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供できる。

実施の形態１．
先ず、この実施の形態における冷凍サイクル装置１００に使用される冷媒について説明する。この実施の形態で対象とする冷媒は、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む高沸点冷媒と、この高沸点冷媒より低沸点な少なくとも一つ以上の低沸点冷媒とを含む混合冷媒である。

既に述べたように、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素の一例は、分子中に炭素の二重結合を１つ有する炭化水素であるプロピレン（Ｒ１２７０）の６個の水素のうち４個をフッ素に置き換えたもの（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）で、ＨＦＯ−１２３４ｙｆと呼ばれている。このような冷媒はＨＦＣ冷媒の一種ではあるが、炭素の二重結合を持つ不飽和炭化水素がオレフィンと呼ばれることから、従来の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒と区別するために、オレフィンのＯを用いてＨＦＯと表現されることがある。

このＨＦＯ−１２３４ｙｆ冷媒はＧＷＰ（地球温暖化係数）が４であり、ＧＷＰが２０８８であるＲ４１０Ａや１４３０であるＲ１３４ａに比べてＧＷＰが極めて低く、地球温暖化防止への貢献が期待されている。

組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素は、例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。尚、Ｒ１２７０のＧＷＰは３で、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより小さいが、可燃性はＨＦＯ−１２３４ｙｆより大きい。

そしてこの実施の形態における冷凍サイクル装置１００に使用される高沸点冷媒は、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含むものとする。

上記高沸点冷媒と混合する上記の高沸点冷媒より低沸点な低沸点冷媒の例は、ＨＦＣ冷媒であるＲ３２、Ｒ４１、Ｒ１２５等である。また、自然冷媒の二酸化炭素を低沸点冷媒として混合してもよい。ただし、混合冷媒のＧＷＰが所定の低い値（例えば１５０以下）を維持できるものとする。

低沸点冷媒としては、Ｒ３２、Ｒ４１、Ｒ１２５または二酸化炭素の少なくとも一つ以上を含むものとする。

組成中に炭素の二重結合を有する物質は、安定性に課題があり分解及び重合の可能性があることは既に述べたが、ＨＦＯ−１２３４ｙｆを例に、もう少し説明する。

二重結合を有する物質は、分解及び重合の可能性があり、一般的に分解及び重合の条件となるのは、高温、高圧や触媒である。炭化水素に比べ、水素に代わるフッ素数の割合が多いものの方が、容易に重合する可能性がある。例えば、ロイ・Ｊ・プランケット（Ｒｏｙ Ｊ． Ｐｌｕｎｋｅｔｔ、１９１０年６月２６日−１９９４年５月１２日、米国の化学者）は、１９３８年にテトラフルオロエチレン（エチレンの水素４個がフッ素に全て置き換わったもの）がボンベ内で自然に重合反応を起こし、偶然にフッ素樹脂が生成していることを発見した。

ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、分子中に炭素の二重結合を１つ有する炭化水素であるプロピレン（Ｒ１２７０）の６個の水素の中、４個がフッ素に置き換わったものであり、メカノケミカル反応等で、重合する可能性がかなり高いと考えられる。メカノケミカル反応とは、対象物質に衝撃や摩擦という機械的エネルギーを与えることにより、対象物質が活性化（メカノケミカル活性）されて起こる化学反応である。

以下、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む高沸点冷媒と、高沸点冷媒より低沸点の少なくとも一つ以上の低沸点冷媒とを含む混合冷媒を使用する本実施の形態における冷凍サイクル装置の冷媒回路の一例について説明する。

図１乃至図３は実施の形態１を示す図で、図１はこの発明による冷凍サイクル装置１００の冷媒回路図、図２は冷媒分離器６の縦拡大断面図、図３は第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂとが一つの密閉容器５０内部に収納される圧縮機２００を断面で示すモデル図である。

図１により、冷凍サイクル装置１００の冷媒回路の一例を説明する。冷凍サイクル装置１００の冷媒回路は、冷媒分離器６を起点とし、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａが流れる第１の冷媒回路３０ａと、同じく冷媒分離器６を起点とし、低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂが流れる第２の冷媒回路３０ｂと、合流部４０から冷媒分離器６の間を混合冷媒２０が流れる共通冷媒回路３０ｃとを備える。

第１の冷媒回路３０ａと第２の冷媒回路３０ｂは、起点が冷媒分離器６、終点が合流部４０となるように、共通冷媒回路３０ｃに並列に接続される。

冷凍サイクル装置１００の冷媒回路の全体の構成を説明する前に、先ず冷媒分離器６について説明する。

図２に示すように、冷媒分離器６は、共通冷媒回路３０ｃに設けられる高低圧熱交換器１５の高圧配管１５ａに接続される入口配管７を備える。また、冷媒分離器６は、第２の冷媒回路３０ｂの第２の膨張装置３ｂに接続される出口配管８を備える。

入口配管７と出口配管８の間にフランジ９が設けられて、このフランジ９に保持具１０により保持された多孔質膜や中空糸膜からなる機能膜１１が設けられている。すなわち、出口配管８は、機能膜１１の下流側に設置されている。

また、冷媒分離器６は、入口配管７の下流で上記機能膜１１の上流側に、第１の冷媒回路３０ａの第１の膨張装置３ａに接続されるバイパス配管１２を備える。

冷媒分離器６の機能膜１１は、低沸点冷媒は容易に通過できるが、高沸点冷媒が通過し難い膜となっており、高沸点冷媒は、冷媒分離器６の機能膜１１を容易に通過しない構成である。冷媒分離器６は、この機能膜１１により、混合冷媒２０を、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａと低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂとに分離する。

尚、ここで冷媒分離器６は、機能膜１１を利用して高沸点成分冷媒２０ａと低沸点成分冷媒２０ｂを分離するものを示したが、高沸点冷媒と低沸点冷媒の密度差を利用するものでもよい。

例えば、冷媒分離器６を、凝縮器２で凝縮し高低圧熱交換器１５を通過した高圧な混合冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器に構成する。気液分離器内の混合冷媒が気液平衡が保持されている状態では、液冷媒は、ガス冷媒よりも高沸点冷媒を多く含む冷媒、すなわち上記した高沸点成分冷媒２０ａとなる傾向があり、逆にガス冷媒は、低沸点冷媒を多く含む冷媒、すなわち上記の低沸点成分冷媒２０ｂとなる。

このような傾向を利用して、気液分離器で構成される冷媒分離器６から、液冷媒を主に第１の冷媒回路３０ａに、ガス冷媒を主に第２の冷媒回路３０ｂに供給するように構成することで、混合冷媒を、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａと低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂとに分離することもできる。

ここで先ず、混合冷媒２０が流れる共通冷媒回路３０ｃの構成を説明する。共通冷媒回路３０ｃは、第１の圧縮要素１ａ（後述）で圧縮された高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａと、第２の圧縮要素１ｂ（後述）で圧縮された低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂとが合流する合流部４０を起点とし、この合流部４０の下流側（冷媒の流れの下流側）に、合流部４０で合流後の混合冷媒２０を凝縮する凝縮器２を備える。

混合冷媒２０を凝縮する凝縮器２の出口より下流側には、冷媒分離器６にて分離され第１の膨張装置３ａ（後述）により減圧された高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａを凝縮器２の出口後の混合冷媒２０、すなわち凝縮後の高圧な混合冷媒２０と熱交換させる高低圧熱交換器１５を備える。

高低圧熱交換器１５は、凝縮器２の出口後の混合冷媒２０が流れる高圧配管１５ａと、第１の膨張装置３ａ（後述）により減圧された高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａが流れる低圧配管１５ｂとを備える。これらの高圧配管１５ａ、低圧配管１５ｂが例えば、二重配管として構成され、中央部が低圧配管１５ｂ、その周囲が高圧配管１５ａとして、互いに熱交換させるようにする。中央部を高圧配管１５ａ、その周囲を低圧配管１５ｂとする二重配管で高低圧熱交換器１５を構成してもよい。

凝縮器２の出口側は、高低圧熱交換器１５の高圧配管１５ａ（上流側）と接続する。

高低圧熱交換器１５の高圧配管１５ａの下流側は、凝縮器２にて凝縮された混合冷媒２０の高圧液を、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａの液と低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂの液とに分離する冷媒分離器６の入口配管７に接続する。

共通冷媒回路３０ｃは、合流部４０から凝縮器２、高低圧熱交換器１５、冷媒分離器６の入口配管７を経由して冷媒分離器６内の内部（混合冷媒２０が高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａと低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂとに分離される前の空間）に至る部分である。

次に、第１の冷媒回路３０ａの構成を説明する。冷媒分離器６では、混合冷媒２０中の高沸点冷媒の液は、冷媒分離器６の機能膜１１を容易に通過しないので、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａが、第１の冷媒回路３０ａの第１の膨張装置３ａに接続されるバイパス配管１２から第１の冷媒回路３０ａへ流出する。

バイパス配管１２から第１の冷媒回路３０ａへ流出した高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａは、第１の膨張装置３ａで減圧膨張する。

第１の膨張装置３ａには、例えば、開度の変更が可能、すなわち絞り量を変化させ、第１の冷媒回路３０ａを流れる高沸点成分冷媒２０ａの流量を制御可能（調節可能）とする電子式膨張弁が使用される。

第１の膨張装置３ａで減圧膨張した高沸点冷媒を多く含む低圧の高沸点成分冷媒２０ａは、高低圧熱交換器１５の低圧配管１５ｂに入り、高低圧熱交換器１５の高圧配管１５ａを流れる凝縮後の混合冷媒２０の高圧液と熱交換を行い、蒸発する。この時に高沸点成分冷媒２０ａの蒸発潜熱が高圧配管１５ａを流れる混合冷媒２０によって回収される。

高低圧熱交換器１５により熱交換され蒸発した高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａは、その後に第１の圧縮要素１ａに吸入され、そこで低圧から高圧に圧縮される。第１の圧縮要素１ａで圧縮された高圧な高沸点成分冷媒２０ａは、第１の圧縮要素１ａから合流部４０に吐出される。

第１の冷媒回路３０ａは、冷媒分離器６のバイパス配管１２から、第１の膨張装置３ａ、高低圧熱交換器１５の低圧配管１５ｂ、第１の圧縮要素１ａを経由して合流部４０に至る部分である。

続いて、第２の冷媒回路３０ｂの構成を説明する。冷媒分離器６では、混合冷媒２０中の低沸点冷媒の液は、冷媒分離器６の機能膜１１を容易に通過するので、低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂが、第２の冷媒回路３０ｂの第２の膨張装置３ｂに接続される出口配管８から第２の冷媒回路３０ｂへ流出する。

出口配管８から第２の冷媒回路３０ｂへ流出した低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂは、第２の膨張装置３ｂで減圧膨張する。第２の膨張装置３ｂには、第１の膨張装置３ａと同様に、例えば開度の変更が可能、すなわち絞り量を変化させ、第２の冷媒回路３０ｂを流れる低沸点成分冷媒２０ｂの流量を制御可能（調節可能）とする電子式膨張弁が使用される。

第２の膨張装置３ｂにより減圧膨張された低沸点冷媒を多く含む低圧の低沸点成分冷媒２０ｂを、蒸発器４で空気と熱交換させて蒸発させる。

蒸発器４により蒸発された低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂを第２の圧縮要素１ｂが吸入して圧縮する。第２の圧縮要素１ｂで圧縮された高圧な低沸点成分冷媒２０ｂは、第２の圧縮要素１ｂから合流部４０に吐出される。

第２の冷媒回路３０ｂは、冷媒分離器６の出口配管８から、第２の膨張装置３ｂ、蒸発器４、第２の圧縮要素１ｂを経由して合流部４０に至る部分である。

次に、図に示す冷凍サイクル装置１００の冷媒回路の動作を説明する。第１の圧縮要素１ａで圧縮され吐出された高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａと、第２の圧縮要素１ｂで圧縮され吐出された低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂとが、合流部４０で合流して混合冷媒２０となり、この高温高圧なガス状態の混合冷媒２０が共通冷媒回路３０ｃの凝縮器２へ流入して、凝縮器２において常温の空気などによって冷却されて凝縮液化する。

凝縮器２で凝縮液化された混合冷媒２０の高圧液は、高低圧熱交換器１５の高圧配管１５ａに流入し、高低圧熱交換器１５の低圧配管１５ｂを流れる第１の膨張装置３ａで減圧膨張した高沸点成分冷媒２０ａと熱交換する。これにより、第１の冷媒回路３０ａを流れる減圧された高沸点成分冷媒２０ａの蒸発潜熱を回収でき、分離して第１の冷媒回路３０ａに高沸点成分冷媒２０ａを流すことによる損失が減少される。

凝縮器２で液化した混合冷媒２０はさらに高低圧熱交換器１５により、高低圧熱交換器１５の低圧配管１５ｂを流れる第１の膨張装置３ａで減圧膨張した高沸点成分冷媒２０ａに熱を奪われ温度が低下、すなわち高沸点成分冷媒２０ａの蒸発潜熱を回収して、通常は過冷却となる。その後、入口配管７から冷媒分離器６に流入する。

そして、冷媒分離器６において機能膜１１を通過した低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂが、出口配管８から第２の冷媒回路３０ｂへ流出する。

また、冷媒分離器６のバイパス配管１２から、機能膜１１を通過できなかった混合冷媒２０の残りである高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａが第１の冷媒回路３０ａへ流出する。

そして、出口配管８から流出した低沸点成分冷媒２０ｂは、第２の膨張装置３ｂで減圧され、蒸発器４へ流入し、蒸発器４により低温を発生すると共に低沸点成分冷媒２０ｂは蒸発してガス化し、第２の圧縮要素１ｂへ吸入される。

また、冷媒分離器６のバイパス配管１２から第１の冷媒回路３０ａへ流出した高沸点成分冷媒２０ａは、第１の膨張装置３ａで減圧された後、高低圧熱交換器１５の低圧配管１５ｂに流入する。そして、高低圧熱交換器１５の高圧配管１５ａを流れる混合冷媒２０の高圧液によって加熱され蒸発した後、第１の圧縮要素１ａへ吸入される。

冷凍サイクル装置１００は、所定の動作プログラムが組込まれたマイクロコンピュータで構成される制御部（図示せず）を備え、冷凍サイクル装置１００の各部（第１の膨張装置３ａ、第２の膨張装置３ｂや第１の圧縮要素１ａ、第２の圧縮要素１ｂ等）の制御を行う。

制御部は、第１の冷媒回路３０ａを流れる高沸点成分冷媒２０ａが第１の圧縮要素１ａへ吸入されるときの吸入圧力Ｐｓ１が、第２の冷媒回路３０ｂを流れる低沸点成分冷媒２０ｂが第２の圧縮要素１ｂへ吸入されるときの吸入圧力Ｐｓ２と同等か、それ以上になるように第１の膨張装置３ａを制御する。

即ち、制御部は、第１の圧縮要素１ａの吸入圧力Ｐｓ１と、第２の圧縮要素１ｂの吸入圧力Ｐｓ２との関係を、Ｐｓ１≧Ｐｓ２を満たすように第１の膨張装置３ａを制御する。

第２の圧縮要素１ｂに吸入圧力Ｐｓ２は、蒸発器４の蒸発圧力であり、蒸発器４にて蒸発器４を流れる低沸点成分冷媒２０ｂと熱交換する空気の温度やその空気の送風状態、蒸発器４の容量や熱交換性能など外的要因にて決定される。このように外的要因にて決定されるＰｓ２を制御部が検知し、Ｐｓ１≧Ｐｓ２となるように、第１の膨張装置３ａを制御する。

第２の冷媒回路３０ｂを流れる冷媒循環量も、第２の圧縮要素１ｂの吸入圧力Ｐｓ２、すなわち蒸発器４の蒸発圧力を決定する因子であるので、制御部は、第１の膨張装置３ａだけでなく、第２の膨張装置３ｂも合わせて制御して、Ｐｓ１≧Ｐｓ２となるようにしてもよい。

蒸発器４に低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂを流すことにより、同一条件下で混合冷媒２０を蒸発器４に流す時に比べて、蒸発温度（熱交換する空気の温度に相当）に対する蒸発圧力、すなわち第２の圧縮要素１ｂの吸入圧力Ｐｓ２を高くすることができる。第２の圧縮要素１ｂの吐出圧力は、凝縮器２における混合冷媒２０の凝縮圧力（これも蒸発器４の蒸発圧力と同じで外的要因にて決定される）となるため、混合冷媒２０を吸収して圧縮する場合に比べて圧縮比が低くなり、第２の圧縮要素１ｂの効率は上昇する。

また、第１の圧縮要素１ａの吸入圧力Ｐｓ１は、上記したようにＰｓ１≧Ｐｓ２に制御され、第１の圧縮要素１ａの吐出圧力は、同様に凝縮器２における混合冷媒２０の凝縮圧力、すなわち第２の圧縮要素１ｂの吐出圧力と同じとなるので、第１の圧縮要素１ａの圧縮比は、第２の圧縮要素１ｂの圧縮比と同等以下となり、第１の圧縮要素１ａの効率も高くできる。そのため、冷凍サイクル装置１００の運転効率が向上する。

また、第１の冷媒回路３０ａを流れる第１の膨張装置３ａで減圧された高沸点成分冷媒２０ａと凝縮器２で凝縮液化された混合冷媒２０の高圧液とを高低圧熱交換器１５で熱交換することにより、第１の冷媒回路３０ａを流れる高沸点成分冷媒２０ａの蒸発潜熱を回収できる。

このため、第１の冷媒回路３０ａに高沸点成分冷媒２０ａを流すことによる損失が減少する。第１の冷媒回路３０ａを流れる高沸点成分冷媒２０ａが冷凍能力として持つ蒸発潜熱も高低圧熱交換器１５で回収され、混合冷媒２０の過冷却化に寄与する。これにより、第１の冷媒回路３０ａによるエネルギーの損失発生を抑制することができ、上記した第１の圧縮要素１ａ、第２の圧縮要素１ｂの効率向上と合わせて、冷凍サイクル装置１００の運転効率を一層向上させることができる。

また、混合冷媒２０を圧縮する場合に比べて、高沸点成分冷媒２０ａを圧縮する第１の圧縮要素１ａの圧縮比を低くできるので、第１の圧縮要素１ａの吐出温度を低くすることができる。高沸点成分冷媒２０ａ中に多く含まれる、組成中に炭素の二重結合を有する冷媒は、分解や重合を高温高圧化で起こし易いので、吐出温度を低くできることにより、組成中に炭素の二重結合を有する冷媒の分解や重合が抑制される。

次に、第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂを、圧縮機に組込む方法について説明する。その方法には、以下に示す二つの方法がある。
（１）第１の圧縮要素１ａを有する第１の圧縮機（図示せず）と、第２の圧縮要素１ｂを有する第２の圧縮機（図示せず）と２台の圧縮機を設ける。
（２）第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂとが一つの密閉容器５０（図３参照）内部に収納され、密閉容器５０内部に収納された一つの電動機６０（図３参照）にて第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂの両方が駆動される。

上記（１）のケースでは、第１の圧縮機は、密閉容器（図示せず）内部に第１の圧縮要素１ａと、これを駆動する電動機（図示せず）とを備え、密閉容器内部にて電動機が配置されている空間を高沸点成分冷媒２０ａの吸入圧力雰囲気（低圧雰囲気）とする、一般的に、低圧シェル形式と呼ばれている圧縮機とするのが好ましい。

このように構成することにより、第１の圧縮要素１ａから吐出される高沸点成分冷媒２０ａの高温高圧な吐出ガスが電動機を通過しないため、熱・化学的に不安定なＨＦＯ−１２３４ｙｆやプロピレン等の組成中に炭素の二重結合を有する冷媒を含む高沸点成分冷媒２０ａが、電動機の絶縁材料等の有機材料へ悪影響を及ぼしたり、逆に電動機の有機材料によって、炭素の二重結合を有する冷媒が分解や重合されたりする恐れがなくなる。第１の圧縮機を低圧シェル形式とし、有機材料を有する電動機に、高温高圧な炭素の二重結合を有する冷媒を触れさせないようにするのである。これにより組成中に炭素の二重結合を有する冷媒の分解や重合を抑制し、混合冷媒２０の安定性を保つことができる。また、第１の圧縮機に収納される電動機の有機材料の安定性を保つことができる。

密閉容器内部にて電動機が配置されている空間を高沸点成分冷媒２０ａの吸入圧力雰囲気とする圧縮機の具体的な例は、往復動式圧縮機（レシプロ式圧縮機）、スクロール圧縮機等である。

上記（２）のケースでは、図３の圧縮機２００に示すように、第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂとを、一つの密閉容器５０内部に収納し、密閉容器５０内部に収納した一つの電動機６０にて第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂとの両方を駆動するのであるが、第１の圧縮要素１ａで圧縮され吐出される高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａを、密閉容器５０内には吐出せず、密閉容器５０外に直接吐出するようにするのが好ましい。

上記（１）のケースと同様に、このように構成することにより、第１の圧縮要素１ａから吐出される高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａの吐出ガスが、電動機６０を通過しないため、熱・化学的に不安定な炭素の二重結合を有する冷媒を含む高沸点成分冷媒２０ａが、電動機の絶縁材料等の有機材料へ悪影響を及ぼしたり、逆に電動機の有機材料によって、炭素の二重結合を有する冷媒が分解や重合されたりする恐れがなくなる。これにより組成中に炭素の二重結合を有する冷媒の分解や重合を抑制し、混合冷媒２０の安定性を保つことができる。また、圧縮機２００に収納される電動機６０の有機材料の安定性を保つことができる。

図３のモデル図に示す圧縮機２００は、例えば、２シリンダのロータリ圧縮機である。第１の圧縮要素１ａで圧縮され吐出される炭素の二重結合を有する冷媒を含む高沸点成分冷媒２０ａを、密閉容器５０内には吐出せずに、密閉容器５０外に直接吐出するようにするが、第１の圧縮要素１ａは、図示はしないが、そのシリンダ（圧縮室を構成する部品の一つ）から圧縮されたガス冷媒が一旦吐き出される吐出マフラーを備える。吐出マフラーは、吐出配管等により密閉容器５０内と連通することなく密閉容器５０外部の冷媒回路と接続する。

図３のモデル図に示す圧縮機２００は、例えば、２シリンダのロータリ圧縮機であるが、少なくとも第１の圧縮要素１ａをスイングロータリ方式（図示せず）とするのが好ましい。

一般的なロータリ方式は、偏心回転運動する円筒のローリングピストンに、シリンダの受入溝を出入りする直方体のベーン先端部が接触して、吸入室と圧縮室を区画するが、スイングロータリ方式では、ローリングピストンとベーンが一体（スイング方式の場合はベーンと呼ばずにブレードと呼ぶ）的であり、ベーン一体ローリングピストンが、偏心揺動運動することで冷媒を圧縮する。一般的なロータリ方式では、ローリングピストンは自転を伴うが、スイングロータリ方式では、ローリングピストン（ベーン一体）は自転しない。

一般的なロータリ方式で摺動状態が最も厳しいのが、ベーン先端部とローリングピストンとの摺動部である。このような厳しい摺動部では、局所的に高温高圧（冷媒の圧力雰囲気よりもはるかに高い）雰囲気となり、また、摺動部の材料が鉄もしくはアルミニウム等の金属であり、摺動によりその金属表面は活性化されている。

このため、高温、高圧で、さらには炭素の二重結合を有する物質を分解や重合させる触媒と成り得る活性化された金属表面が存在しているので、炭素の二重結合を有する冷媒の分解や重合が発生し易くなる。しかし、スイングロータリ方式では、ベーンとローリングピストンが一体であり、このような摺動部は存在しない。そこで第１の圧縮要素１ａを、ローリングピストンとベーンの厳しい摺動環境が発生しないスイングロータリ方式とすることで、高沸点成分冷媒２０ａ中の炭素の二重結合を有する冷媒が、局所的な高温、高圧雰囲気下で摺動部の活性化された金属の触媒作用によって分解や重合することを抑制することができる。これにより混合冷媒２０の安定性を保つことができる。

図３のモデル図に示す圧縮機２００が、２シリンダのロータリ圧縮機で、第１の圧縮要素１ａ、第２の圧縮要素１ｂともにローリングピストンとベーンが摺動する一般的なロータリ方式である場合、炭素の二重結合を有する冷媒を含む高沸点成分冷媒２０ａと接触する第１の圧縮要素１ａの最も状態が厳しい摺動部は、ベーンとローリングピストンとの摺動部である。

そこで、ベーンとローリングピストンとの摺動部で、鉄もしくはアルミニウム等の活性化された金属の触媒作用による高沸点成分冷媒２０ａ中の炭素の二重結合を有する冷媒の分解、重合を抑制するために、第１の圧縮要素１ａのベーンとローリングピストンの少なくともいずれか一方に、炭素系やセラミック系のコーティングを施すのが有効である。

この圧縮機２００におけるローリングピストンの材質は、クロム等を含有した合金鋼である。

また、この圧縮機２００のベーンの材料には、高速度工具鋼が用いられている。

炭素系のコーティングには、例えば、ＤＬＣ−Ｓｉ（ダイヤモンドライクカーボン−シリコン）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等がある。

また、セラミック系のコーティングには、ＣｒＮ（窒化クロム）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミ）、ＷＣ／Ｃ（タングステンカーバイドコーティング）、ＶＣ（バナジウムカーバイド）等がある。

このようなコーティングを、第１の圧縮要素１ａのベーンとローリングピストンの少なくともいずれか一方に施して、少なくとも一方の摺動する表面を非金属化する、すなわち少なくともその摺動する表面に鉄もしくはアルミニウム等の金属を露出させない構成とすることにより、金属同士の直接接触による高温ができにくく、また、金属表面も活性化されにくくなるので、局所的な高温、高圧下の摺動部における活性化された金属の触媒作用による炭素の二重結合を有する冷媒の分解や重合が抑制でき、混合冷媒２０の安定性を保つことができる。

以上のように、この実施の形態によれば、制御部が、第１の冷媒回路３０ａを流れる高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａの第１の圧縮要素１ａへ吸入されるときの吸入圧力が、第２の冷媒回路３０ｂを流れる低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂの第２の圧縮要素１ｂへ吸入されるときの吸入圧力と同等かそれ以上になるように第１の膨張装置３ａと、必要となれば第２の膨張装置３ｂも合わせて制御する（第１の圧縮要素１ａの吸入圧力をＰｓ１、第２の圧縮要素１ｂの吸入圧力をＰｓ２としたとき、制御部は、Ｐｓ１≧Ｐｓ２の関係を満たすように第１の膨張装置３ａと、必要となれば第２の膨張装置３ｂも合わせて制御する）ことにより、第１の圧縮要素１ａの圧縮比を低くして、第１の圧縮要素１ａの効率を高めることができる。

また、第１の圧縮要素１ａの圧縮比を低くすることで、第１の圧縮要素１ａで圧縮されて吐出される高沸点成分冷媒２０ａの吐出ガス温度を低く抑えられるので、高沸点成分冷媒２０ａ中の炭素の二重結合を有する冷媒の分解や重合の発生を抑制することができ、混合冷媒２０の安定性を保つことが可能な信頼性の高い冷凍サイクル装置１００を提供できる。

また、第１の冷媒回路３０ａを流れる減圧された高沸点成分冷媒２０ａと凝縮器２で凝縮液化された高圧の混合冷媒２０とを高低圧熱交換器１５で熱交換することにより、第１の冷媒回路３０ａを流れる高沸点成分冷媒２０ａの蒸発潜熱を回収できるため、第１の冷媒回路３０ａに高沸点成分冷媒２０ａを流すことによる損失が減少する。第１の冷媒回路３０ａを流れる高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａが冷凍能力として持つ蒸発潜熱も高低圧熱交換器１５で回収される。これにより、第１の冷媒回路３０ａによるエネルギーの損失発生を抑制することができる。

また、第１の圧縮要素１ａを有する第１の圧縮機と、第２の圧縮要素１ｂを有する第２の圧縮機とを設け、第１の圧縮機は、密閉容器内部に第１の圧縮要素１ａと、これを駆動する電動機（図示せず）とを備え、密閉容器内部にて電動機が配置されている空間を高沸点成分冷媒２０ａの吸入圧力雰囲気（圧力Ｐｓ１雰囲気）とすることにより、第１の圧縮要素１ａから吐出される高沸点成分冷媒２０ａの吐出ガスが電動機を通過しないため、熱・化学的に不安定な高沸点成分冷媒２０ａ中の炭素の二重結合を有する冷媒が、電動機の絶縁材料等の有機材料へ悪影響を及ぼしたり、逆に電動機の有機材料に炭素の二重結合を有する冷媒が分解や重合されたりする恐れがなくなり、混合冷媒２０の安定性を保つことが可能な信頼性の高い冷凍サイクル装置１００を提供することができる。

また、第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂとが一つの密閉容器５０内部に収納され、密閉容器５０内部に収納された一つの電動機６０にて第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂとが駆動される場合は、第１の圧縮要素１ａで圧縮され吐出される組成中に炭素の二重結合を有する冷媒を含む高沸点成分冷媒２０ａを、密閉容器５０内には吐出せず密閉容器５０外に直接吐出ように構成することにより、第１の圧縮要素１ａから吐出される高沸点成分冷媒２０ａの吐出ガスが電動機６０を通過しないため、熱・化学的に不安定な高沸点成分冷媒２０ａ中の炭素の二重結合を有する冷媒が、電動機の絶縁材料等の有機材料へ悪影響を及ぼしたり、逆に電動機の有機材料に炭素の二重結合を有する冷媒が分解や重合されたりする恐れがなくなり、混合冷媒２０の安定性を保つことが可能な信頼性の高い冷凍サイクル装置１００を提供することができる。

また、少なくとも高沸点成分冷媒２０ａを圧縮する第１の圧縮要素１ａをスイングロータリ方式とすることにより、摺動状態の厳しいベーン先端部とローリングピストンとの摺動を回避できるため、ベーン摺動部の鉄もしくはアルミニウム等の活性化された金属の触媒作用による高沸点成分冷媒２０ａ中の炭素の二重結合を有する冷媒の分解や重合の発生を抑制することができ、混合冷媒２０の安定性を保つことが可能な信頼性の高い冷凍サイクル装置１００を提供できる。

また、図３のモデル図に示す圧縮機２００が、２シリンダのロータリ圧縮機で、第１の圧縮要素１ａがベーンとローリングピストンが摺動する一般的なロータリ方式の場合、第１の圧縮要素１ａのベーンとローリングピストンの少なくともいずれか一方に、炭素系やセラミック系のコーティングを施して、少なくとも一方の摺動する表面を非金属化する、すなわち少なくともその摺動する表面に鉄もしくはアルミニウム等の金属を露出させない構成とすることにより、金属同士の直接接触による高温ができにくく、また、金属表面も活性化されにくくなるので、局所的な高温、高圧下の摺動部における活性化された金属の触媒作用による高沸点成分冷媒２０ａ中の炭素の二重結合を有する冷媒の分解や重合の発生を抑制することができ、混合冷媒２０の安定性を保つことが可能な信頼性の高い冷凍サイクル装置１００を提供できる。

実施の形態２．
図４は冷凍サイクル装置３００の冷媒回路図である。

図４を参照しながら、上記実施の形態１と異なる形態の冷凍サイクル装置３００の冷媒回路について説明する。なお、この冷凍サイクル装置３００に使用される冷媒は、実施の形態１の混合冷媒２０と同じであり、説明は省略する。また、実施の形態１の冷凍サイクル装置１００と同一または相当な部品は、同一符号を付して、その説明は省略する。

冷凍サイクル装置３００の冷媒回路は、冷媒分離器６を起点とし、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａが流れる第１の冷媒回路３０ａと、同じく冷媒分離器６を起点とし、低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂが流れる第２の冷媒回路３０ｂと、合流部４０から冷媒分離器６の間を混合冷媒２０が流れる共通冷媒回路３０ｃとを備える。

第１の冷媒回路３０ａと第２の冷媒回路３０ｂは、起点が冷媒分離器６、終点が合流部４０となるように、共通冷媒回路３０ｃに並列に接続される。

冷媒分離器６の構成は、実施の形態１と同様であり、説明は省略する。

先ず、混合冷媒２０が流れる共通冷媒回路３０ｃの構成を説明する。共通冷媒回路３０ｃは、第１の圧縮要素１ａで圧縮された高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａと、第２の圧縮要素１ｂで圧縮された低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂとが合流する合流部４０の下流側（冷媒の流れの下流側）に、合流部４０で合流後の混合冷媒２０を凝縮する凝縮器２を備える。

混合冷媒２０を凝縮する凝縮器２の下流側に、冷媒分離器６が接続され、凝縮器２の出口が、凝縮器２にて凝縮された混合冷媒２０の高圧液を、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａの液と低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂの液とに分離する冷媒分離器６の入口配管７に接続する。

共通冷媒回路３０ｃは、合流部４０から凝縮器２、冷媒分離器６の入口配管７を経由して冷媒分離器６内の内部（混合冷媒２０が高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａと低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂとに分離する前の空間）に至る部分である。

次に、第１の冷媒回路３０ａの構成を説明する。冷媒分離器６では、混合冷媒２０中の高沸点冷媒は、冷媒分離器６の機能膜１１を容易に通過しないので、高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａが、第１の冷媒回路３０ａの第１の膨張装置３ａに接続されるバイパス配管１２から第１の冷媒回路３０ａへ流出する。

バイパス配管１２から第１の冷媒回路３０ａへ流出した高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａの液は、第１の膨張装置３ａで減圧膨張する。

第１の膨張装置３ａにより減圧された高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａは、第１の蒸発器４ａで空気と熱交換して蒸発する。

第１の蒸発器４ａにより蒸発した高沸点冷媒を多く含む高沸点成分冷媒２０ａを第１の圧縮要素１ａが吸入して圧縮する。第１の圧縮要素１ａで圧縮された高圧な高沸点成分冷媒２０ａは、第１の圧縮要素１ａから合流部４０に吐出される。

第１の冷媒回路３０ａは、冷媒分離器６のバイパス配管１２から、第１の膨張装置３ａ、第１の蒸発器４ａ、第１の圧縮要素１ａを経由して合流部４０に至る部分である。

続いて、第２の冷媒回路３０ｂの構成を説明する。冷媒分離器６では、混合冷媒２０中の低沸点冷媒は、冷媒分離器６の機能膜１１を容易に通過するので、低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂが、第２の冷媒回路３０ｂの第２の膨張装置３ｂに接続される出口配管８から第２の冷媒回路３０ｂへ流出する。

出口配管８から第２の冷媒回路３０ｂへ流出した低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂの液は、第２の膨張装置３ｂで減圧膨張する。

第２の膨張装置３ｂにより減圧された低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂは、第２の蒸発器４ｂで空気と熱交換して蒸発する。

第２の蒸発器４ｂにより蒸発された低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂを第２の圧縮要素１ｂが吸入して圧縮する。第２の圧縮要素１ｂで圧縮された高圧な低沸点成分冷媒２０ｂは、第２の圧縮要素１ｂから合流部４０に吐出される。

第２の冷媒回路３０ｂは、冷媒分離器６の出口配管８から、第２の膨張装置３ｂ、第２の蒸発器４ｂ、第２の圧縮要素１ｂを経由して合流部４０に至る部分である。

第１の圧縮要素１ａは組成中に炭素の二重結合を有する冷媒を含む高沸点成分冷媒２０ａを圧縮し、第２の圧縮要素１ｂは低沸点成分冷媒２０ｂを圧縮する。

第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂを圧縮機に組込む方法は、実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。

本実施の形態では、組成中に炭素の二重結合を有する冷媒を含む高沸点成分冷媒２０ａ、低沸点冷媒を多く含む低沸点成分冷媒２０ｂに対応して、第１の圧縮要素１ａ、第２の圧縮要素１ｂそれぞれの材料や構成の使い分けが可能となる。

そこで、第１の圧縮要素１ａを実施の形態１で述べたような構成、すなわち組成中に炭素の二重結合を有する冷媒が分解、重合し難い構成とすることで、高沸点成分冷媒２０ａ中の炭素の二重結合を有する冷媒の化学反応による分解や重合の発生を抑制することができ、混合冷媒２０の安定性を保つことが可能な信頼性の高い冷凍サイクル装置３００を提供できる。

実施の形態１を示す図で、冷凍サイクル装置１００の冷媒回路図。 冷凍サイクル装置１００における冷媒分離器６の縦拡大断面図。 第１の圧縮要素１ａと第２の圧縮要素１ｂとが一つの密閉容器５０内部に収納される圧縮機２００を断面で示すモデル図。 実施の形態２を示す図で、冷凍サイクル装置３００の冷媒回路図。

符号の説明

１ａ 第１の圧縮要素、１ｂ 第２の圧縮要素、２ 凝縮器、３ａ 第１の膨張装置、３ｂ 第２の膨張装置、４ 蒸発器、４ａ 第１の蒸発器、４ｂ 第２の蒸発器、６ 冷媒分離器、７ 入口配管、８ 出口配管、９ フランジ、１０ 保持具、１１ 機能膜、１２ バイパス配管、１５ 高低圧熱交換器、１５ａ 高圧配管、１５ｂ 低圧配管、２０ａ 高沸点成分冷媒、２０ｂ 低沸点成分冷媒、３０ａ 第１の冷媒回路、３０ｂ 第２の冷媒回路、３０ｃ 共通冷媒回路、４０ 合流部、５０ 密閉容器、６０ 電動機、１００ 冷凍サイクル装置、２００ 圧縮機、３００ 冷凍サイクル装置。

Claims (10)

1. 組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素と組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素との少なくともいずれかを含む高沸点冷媒と、前記高沸点冷媒より低沸点の少なくとも一つ以上の低沸点冷媒と、を含む混合冷媒を用い、
   前記混合冷媒を凝縮する凝縮器の出口側に接続され、前記凝縮器にて凝縮された前記混合冷媒を前記高沸点冷媒が多く含まれる高沸点成分冷媒と前記低沸点冷媒が多く含まれる低沸点成分冷媒とに分離する冷媒分離器と、
   この冷媒分離器により分離された前記高沸点成分冷媒を減圧する第１の膨張装置と、
   前記凝縮器と前記冷媒分離器の間に配置され、前記第１の膨張装置により減圧された前記高沸点成分冷媒と前記凝縮器で凝縮し前記冷媒分離器に流入する前の前記混合冷媒とを熱交換させる高低圧熱交換器と、
   この高低圧熱交換器により熱交換された前記高沸点成分冷媒を圧縮する第１の圧縮要素と、
   前記冷媒分離器により分離された前記低沸点成分冷媒を減圧する第２の膨張装置と、
   この第２の膨張装置により減圧された前記低沸点成分冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる蒸発器と、
   この蒸発器により蒸発された前記低沸点成分冷媒を圧縮する第２の圧縮要素と、
   前記凝縮器の入口より上流側で、前記第１の圧縮要素で圧縮された高沸点成分冷媒と前記第２の圧縮要素で圧縮された前記低沸点成分冷媒とが合流する合流部と、を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 当該冷凍サイクル装置の運転制御を行う制御部を備え、
   前記第１の圧縮要素の吸入圧力をＰｓ１、前記第２の圧縮要素の吸入圧力をＰｓ２としたとき、
   前記制御部は、Ｐｓ１≧Ｐｓ２の関係を満たすように前記第１の膨張装置を制御することを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記第１の圧縮要素を有する第１の圧縮機と、前記第２の圧縮要素を有する第２の圧縮機とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第１の圧縮機は、密閉容器内部に前記第１の圧縮要素と、これを駆動する電動機とを備え、前記密閉容器内部にて前記電動機が配置されている空間を前記高沸点成分冷媒の吸入圧力雰囲気とすることを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記第１の圧縮要素と前記第２の圧縮要素とが一つの密閉容器内部に収納され、前記密閉容器内部に収納された一つの電動機にて前記第１の圧縮要素と前記第２の圧縮要素とが駆動されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記第１の圧縮要素で圧縮され吐出される前記高沸点成分冷媒を前記密閉容器内には吐出せず前記密閉容器外に直接吐出することを特徴とする請求項５記載の冷凍サイクル装置。
7. 少なくとも前記第１の圧縮要素は、スイングロータリ方式とすることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記第１の圧縮要素の摺動部を構成する部品の少なくとも一方は、少なくともその摺動する表面に鉄もしくはアルミニウムを露出させない構成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記摺動部を構成する部品の表面にコーティング処理を施すことで摺動する表面に鉄もしくはアルミニウムを露出させない構成とすることを特徴とする請求項８記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記コーティング処理は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ＤＬＣ−Ｓｉ（ダイヤモンドライクカーボン−シリコン）、ＣｒＮ（窒化クロム）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミ）、ＷＣ／Ｃ（タングステンカーバイドコーティング）、ＶＣ（バナジウムカーバイド）のいずれかであることを特徴とする請求項９記載の冷凍サイクル装置。

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