JPH01244250A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 くイ）産業上の利用分野 本発明は非共沸混合冷媒を使用した冷凍装置に関する。

く口）従来の技術 従来此種冷凍装置は例えば特公昭６１−２０７９８号公
報の如く、沸点の異なる混合冷媒を例えば二種類冷凍サ
イクル内に封入し、圧縮！（６）から吐出された冷媒を
凝縮器（８）に流入せしめて、沸点の高い方の冷媒を凝
縮させ、次に気液分離器（９）にて気相（沸点の低い冷
媒）と液相（沸点の高い冷媒）に分離し、この液冷媒は
熱交換器（１１）で蒸発させ、そこで気相管（１０）を
通る気冷媒を凝縮させ、最終の低温蒸発器（２０）にて
この沸点の低い冷媒を蒸発させることにより、冷凍サイ
クルの高圧側圧力を低く抑えつつ、蒸発器（２０〉にて
極めて低い温度を得ることができるものである。

（ハ）発明が解決しようとする課題 この様に非共沸混合冷媒を用い、沸点の高い冷媒の凝縮
、分離、蒸発による沸点の低い冷媒の凝縮、蒸発によっ
て沸点の低い単一冷媒を用いるものに比して圧縮機の吐
出圧力の上昇を抑えつつ極めて低い冷凍温度を得ること
ができるが、例えば−５０℃以下の温度では冷凍サイク
ル中に混入した水分がキャピラリチューブ等の減圧器内
の細い通路で凍結を起こし、冷媒通路を閉本してしまう
問題が生じ、前記公報の構成の低温蒸発器（２０）前段
のキャピラリチューブ（１９）でこれが発生すると蒸発
器（２０）に冷媒が流入できず、冷却効果が停止してし
まう問題があった。

本発明は斯かる課題を解決することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は非共沸混合冷媒を使用する冷凍装置において、
圧縮機からの吐出管に凝縮器と気液分離器を順に接続し
、該気液分離器の気相配管は熱交換器を経て第１の減圧
器に接続し、該第１の減圧器は蒸発器の入口に接続し、
気液分離器の液相配管は第２の減圧器に接続し、該第２
の減圧器は蒸発器の入口に接続すると共に、熱交換器に
おいて蒸発器から出て圧縮機に帰還する冷媒と気相配管
を通過する冷媒とを相互に熱交換させたものである。

（＊）作用 本発明によれば気相配管を通る沸点の低い冷媒は熱交換
器で凝縮されて第１の減圧器で減圧され、蒸発器に流入
し、液相配管を通る沸点の高い冷媒も第２の減圧器で減
圧され、上記沸点の低い冷媒と共に蒸発器に流入する。

蒸発器から出る未蒸発の冷媒は熱交換器にて蒸発して気
相配管中の沸点の低い冷媒を凝縮する。

（へ）実施例 次に図面にて実施例を説明する。第１図は冷媒回路（１
〉を示し、（２）は圧縮機である。圧縮機（２）の吐出
管（３）には凝縮器（４）が接続され、更に気液分離器
（５）が接続される。気液分離器（５）からは気相配管
（６）と液相配管（７）とに分れ、気相配管（６）は熱
交換器（８）中を通過して第１の減圧器としての第１の
キャピラリチューブ（９）に接続される。

一方液相配管（７）は第２の減圧器としての第２のキャ
ピラリチューブ（１０）に接続され、両キャピラリチュ
ーブ（９）　、　（１０）は蒸発器（１１）の入口管（
１２）に接続される。蒸発器（１１）の出口管り１３）
は熱交換器（８〉に接続され、熱交換器（８）は更に圧
縮機（２）の吸入管（１４）に接続される。

冷媒回路け）内には沸点の異なる例えば二種類の冷媒を
混合した非共沸混合冷媒が封入され、圧縮機り２）の運
転時に高温高圧のガス状態で吐出管（３）より吐出され
、凝縮器（４）に流入する。凝縮器（４）では空気によ
る冷却を受け、放熱して沸点の高い方の冷媒のみが凝縮
し、液化する。この気液混合冷媒は次に気液分離器（５
〉に流入し、ここで未凝縮でガス状の沸点の低い冷媒と
凝縮して液状の沸点の高い冷媒とに分離せられ沸点の高
い冷媒は液相配管（７）へ、沸点の低い冷媒は気相配管
（６）へと分流される。気相配管（６）に流入した沸点
の低い冷媒は熱交換器（８）を通過する際蒸発器（１１
）から流出して来る低温冷媒等によって冷却されて凝縮
する。以上の行程で凝縮した二種類の冷媒はそれぞれ第
１のキャピラリチューブ（９）及び第２のキャピラリチ
ューブ（１０）を通過して減圧され、入口管＜１２）で
合流して蒸発器（１１）に流入する。

蒸発器（１１）中の非共沸の混合冷媒はその入口部（Ｐ
、）が低い沸点の冷媒の濃度が最も大きい。即ち、混合
冷媒は蒸発器（１１）に流入すると先ず沸点の低い冷媒
が直ぐに蒸発を開始するため、入口部（Ｐ、）の温度（
Ｔ、）が蒸発器（１１）内で最も低くなる。

第２図に蒸発器（１１）及び熱交換器（８）の温度状態
を示す。入口部（Ｐ、〉の温度（Ｔ、）が最も低く、そ
こから出口部（Ｐ、）に向けて徐々に温度が上昇して行
く。冷凍装置が冷凍庫の庫内冷却に用いられる場合の庫
内温度（Ｔ、）は入口部（ｐ＋）と出口部（Ｐ、）の間
の温度として得られる。

沸点の低い冷媒の蒸発によって蒸発器（１１）の温度は
極めて低い温度となるため、流入した沸点の高い冷媒は
蒸発できず、出口管（１３〉を通って流出する冷媒には
未蒸発の沸点の高い冷媒（液冷媒）が多く含まれている
。この液冷媒は次に熱交換器（８）に流入して気相配管
（６）を流れるガス冷媒と熱交換するため蒸発し、この
時の冷却によって気相配管（６）中の沸点の高い冷媒は
凝縮せられることになる。この時の熱交換器（８）部分
（Ｐ、）の温度（Ｔ、）は出口部（Ｐ、）より更に高く
なり第２図の如くなるが、気相配管（６）中の沸点の低
い冷媒を凝縮するのに十分な冷却温度が得られるように
設定する。

沸点の低い冷媒としてＲ５０３を、又、沸点の高い冷媒
としてＲ１２を用いた場合の実験結果はくＴＩ）が−６
０℃、（Ｔ、）が−５５℃及び（Ｔ、）が−３０℃程で
あり、圧縮機（２）の吐出管（３）からキャピラリチュ
ーブ（９）　、　（１０）に至る高圧側圧力は１２．５
ｋｇ／ｃｍ”で、キャピラリチューブ（９）　、　（１
０）から圧縮機（２）の吸入管（１４）に至る低圧側圧
力は１２．３ｋｇ／ｃｍ”で圧縮比は１０程に抑えられ
、例えばＲ１３Ｂ１の単一冷媒を通常の冷媒回路に使用
した場合に比して低くなる。

この様に極めて低い温度を目標として沸点の低い冷媒を
用いると、熱交換器（８）部分で既に相当低い温度とな
っているため、冷媒中に混入した水分が凍結し、管径が
細くなる第１のキャピラリチューブ（９）内で管路を閉
本する故障が生じ易い。この閉本は例えばヒータ（Ｈ）
を用いて定期的に加熱することにより除去することがで
きるが、少なくとも閉本されている間は第１キヤピラリ
チユーブ（９）からは蒸発器（１１）に冷媒は供給され
なくなる。従来の如く気液分離器（５）からの液冷媒を
第２のキャピラリチューブ（１０）を介して直接熱交換
器（８）に流入させると、第１のキャピラリチューブ（
９）の閉本時には蒸発器（１１）に冷媒は供給されなく
なってしまうが、本発明では第２のキャピラリチューブ
（１０）から沸点の高い冷媒が蒸発器（１１）に供給さ
れるのでこの冷媒の蒸発による冷却作用は最低限確保さ
れるので、蒸発器（１１）の温度上昇を最小限に抑制す
ることができる。

第１のキャピラリチューブ（９）の凍結は前述の如くヒ
ータ（Ｈ）等にて除去すれば良い。

（ト）発明の効果 本発明によれば非共沸混合冷媒を用い、沸点の低い冷媒
を分離して蒸発器から出る冷媒によって凝縮し、どれと
既に凝縮して分離した沸点の高い冷媒とを別々の減圧器
を介して蒸発器に流入せしめるので圧縮機の圧縮比を拡
大すること無く蒸発器で極めて低い凍結温度を得ること
ができる。特に第１の減圧器が氷結にて閉本しても第２
の減圧器より蒸発器に供給するので、゛冷却作用の停止
を防止して蒸発器による最低限の冷却を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷媒回路図、第２図は冷媒回路中の各位置にお
ける温度を示す図である。 （２）・・・圧縮機、　（４）・・・凝縮器、　（５）
・・・気液分離器、　（６）・・・気相配管、　（７）
・・・液相配管、（８）・・・熱交換器、　（９）・・
・第１のキャピラリチューブ、（１０）・・・第２のキ
ャピラリチューブ、（１１）・・・蒸発器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、非共沸混合冷媒を使用する冷凍装置において、圧縮
   機からの吐出管に凝縮器と気液分離器を順に接続し、該
   気液分離器の気相配管は熱交換器を経て第１の減圧器に
   接続し、該第１の減圧器は前記蒸発器の入口に接続し、
   前記気液分離器の液相配管は第２の減圧器に接続し、該
   第２の減圧器は前記蒸発器の入口に接続すると共に、前
   記熱交換器において蒸発器から出て圧縮機に帰還する冷
   媒と前記気相配管を通過する冷媒とを相互に熱交換させ
   た事を特徴とする冷凍装置。