JPH01256766A

JPH01256766A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH01256766A
Application number: JP8193088A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takemasa; 一夫竹政
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-04-01
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1989-10-13
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPH0678851B2

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】（イ）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し、特に非共沸混
合冷媒を封入して超低温を得る装置に関するものである
。

（ロ）従来の技術此種非共沸混合冷媒を用いた冷凍装置（１）を第１図に
示す。冷凍装置（１）は−１２０℃以下の最終温度を目
指すもので、冷媒として従来ではテトラフルオロメタン
（以下Ｒ１４と称す）と例えばクロロトリフルオロメタ
ン（以下Ｒ１３と称す）及びプロパンの非共沸混合冷媒
を充填している。

動作を説明すると、（２）は圧縮機であり、圧縮機（２
）で圧縮きれ、吐出された高温高圧のガス状混合冷媒は
予備凝縮器（３）で予冷された後オイルセパレーター（
４）にて冷媒中に混入した圧縮機（１）のオイルのうち
の大部分を分離し、戻し管（５〉より圧縮機（２）に帰
還させる。オイルセパレーター（４）を出た冷媒は凝縮
器（６）で流入し、ここで空気、水或いは他の冷凍装置
の蒸発器による冷却を受け、次に蒸発器（７）からの帰
還冷媒が流通する第１の中間熱交換器（９）内を通過す
る高圧側配管（８〉中を通過して第１゛の気液分離器（
１０）に至る。第１の気液分離器（１０）内では混合冷
媒がガス冷媒と液冷媒とに分離され、ガス冷媒は第２の
中間熱交換器け１）内を通過して第２の気液分離器（１
２）に至る気相配管（１３）中を通過して第２の気液分
離器（１２）に流入する。第１の気液分離器（１０）内
の液冷媒は液相配管（１４）に流入し、キャピラリチュ
ーブ（１５）で減圧された後、蒸発器（７）からの帰還
冷媒が流通する第２の中間熱交換器（１１）内に流入し
て蒸発し、前記帰還冷媒と共に圧縮機（２）に帰還する
。

第２の気液分離器（１２）内では流入した冷媒が再びガ
ス冷媒と液冷媒とに分離され、ガス冷媒は第３の中間熱
交換器（１７）及びｍ４の中間熱交換器く１８）内を通
過して乾燥器（１９）に至る気相配管（２０）中を通過
してキャピラリチューブ（２１）に至り、そこで減圧さ
れて蒸発器（７〉に流入して蒸発し、その後第４及び第
３の中間熱交換器（１８）　、　（１７）に次々に流入
して圧縮機（２）に帰還する。第２の気液分離器（１２
）中の液冷媒は液相配管（２２）に流入し、乾燥器（２
３）を通過してキャピラリチューブ（２４）にて減圧さ
れ、第３の中間熱交換器（１７）内に流入して蒸発し、
前述の帰還冷媒と共に圧縮機（２）に帰還する。（２５
）は膨張タンクである。

前述の冷媒を用いることによって第１の中間熱交換器（
９）は前述の帰還して来る低温ガス冷媒によって一６０
℃に冷却される。第２図に此種冷媒の沸点と圧縮機（２
〉の潤滑油とり相溶性を示している。これによれば冷凍
装置（１〉に封入されたプロパンは高圧側配管（８〉を
通過の際、第１の中間熱交換器（９）（−６０℃）によ
って凝縮液化され、第１の気液分離器（１０）にて分離
せられてキャピラリチューブ（１５）にて減圧され、第
２の中間熱交換器（１１〉内で蒸発するので、前述の帰
還冷媒からの冷却が加って第２の中間熱交換器（１１〉
は−９０℃となる。未だガス状のＲ１４とＲ１３の混合
物は第１の気液分離器（１０）を出て気相配管（１３）
を通過する際、Ｒ１３が凝縮液化されて第２の気液分離
器（１２）に至り、分離されてキャピラリチューブ（２
４）で減圧され第３の中間熱交換器（１７〉で蒸発する
。第３の中間熱交換器（１７）は帰還冷媒とＲ１３の蒸
発によって一１１０″Ｃに冷却され、気相配管（２０）
に流入した未だガス状態のＲ１４がここを通過する際凝
縮され、第４の中間熱交換器（１８）にて更に凝縮され
てキャピラリチューブ（２１）にて減圧きれ、蒸発器（
７）に流入して蒸発する。ここで−１２５°Ｃの最終温
度を得る。

（ハ）発明が解決しようとする課題斯かる冷凍装置（１）において圧縮機（２）のオイルは
混合冷媒と共に吐出され、その大部分はオイルセパレー
ター（４）にて冷媒から分離されて圧縮機（２）に戻さ
れるが、一部は冷媒に溶解したままオイルセパレーター
（４）を出る。オイルは第２図の如く相溶性の良好なる
プロパンの外、高温状態であるため、相溶性の非常に悪
いＲ１３やＲ１４にも溶解して冷凍装置（１）内を流れ
て行く。

これらのオイルのうちプロパンに溶解したオイルは温度
が降下しても溶解したままプロパンと共に圧縮機（２〉
に帰還するが、Ｒ１３やＲ１４に溶解した１ものはその
後の第２の中間熱交換器（１１）での温度降下により分
離し、所謂二相分離が生ずる。するとこの分離したオイ
ルが気相配管（２ｏ）に流入し、極低温であるために、
キャピラリチューブ（２１）と乾燥器（１９）の入口及
び出口にて固化してしまい、冷媒流通を阻害する問題が
生じていた。

本発明は斯かる課題を解決するために成されたものであ
る。

り二）課題を解決するための手段本発明は二種以上の沸点の異なる冷媒から成る非共沸混
合冷媒を充填され、圧縮機から吐出された混合冷媒を凝
縮して高沸点冷媒を液化させ、該液冷媒を残りのガス冷
媒から分離し、前記液冷媒の膨張蒸発にて前記ガス冷媒
を凝縮する操作を行うことにより、蒸発器にて最終の温
度を得る冷凍装置において、前記混合冷媒として少なく
ともＲ１４とエタンを封入したものである。

（ホ）作用本発明によればＲ１４から分離したオイルはエタンに溶
解し、圧縮機に帰還せしめられる。

（へ）実施例冷凍装置としては第１図の冷凍装置（１）を用いる。こ
の場合封入する冷媒としてはＲ１４とプロパンの他にエ
タンを用いる。エタンは第２図の如＜Ｒ１３同等以下の
沸点を有し、更にオイルとの相溶性も良好である。更に
図より相溶性が良好で沸点の低いものとしてエチレンが
あるが、エチレンは化学式中の二重結合のため不安定な
化合物であるので冷媒としては不向きである。

次に動作を説明する。圧縮機（２〉から吐出された混合
冷媒中のプロパンは同様に第１の中間熱交換器（９）ま
でで凝縮して第１の気液分離器（ｌＯ）から液相配管（
１４）に流入するが、Ｒ１４とエタンは未凝縮で気相配
管（１３）に流入する。ここを流れる過程で一９０°Ｃ
に冷却きれた第２の中間熱交換器（１１）によりエタン
は凝縮されるが、この過程でＲ１４から分離するオイル
はエタンに溶解する。このオイルを溶解したエタンは第
２の気液分離器（１２）から液相配管（２２）に流入し
、乾燥器（２３）を経てキャピラリチューブ（２４）で
減圧きれた後、第３の中間熱交換器（１７）に流入して
蒸発する。エタンはオイルとの相溶性が良好であるので
二相分離は発生せず、従ってキャピラリチューブ（２１
）と乾燥器（１９）部分でのオイルの固化による管路の
閉室も防止される。尚、圧縮機（２）として高出力のも
のを用い、凝縮分離を一段減らして封入冷媒をＲ１４と
エタンのみとしても良い。

（ト）発明の効果本発明によればテトラフルオロメタン（Ｒ１４）の使用
によって一１２０°Ｃ以下の超低温を得ることができる
と共にテトラフルオロメタンから分離した圧縮機のオイ
ルをエタンに溶解して帰還せしめるので低温部分でのオ
イルの固化による管路の閉室を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷凍装置の冷媒回路図、第２図は冷媒の沸点と
圧縮機オイルとの相溶性を示す図である。（１）・・・冷凍装置、　（２〉・・・圧縮機、　（７
）・・・蒸発器、　（９）　、　ｍ）　、　（１７）　
、　（１ｇ）・・・第１．第２．第３及び第４の中間熱
交換器、　（１０）　、　（１２）・・・第１及び第２
の気液分離器、　（１５）　、　（２１）　、　（２４
）・・・キャピラリチューブ。

Claims

【特許請求の範囲】

１、二種以上の沸点の異なる冷媒から成る非共沸混合冷
媒を充填され、圧縮機から吐出された混合冷媒を凝縮し
て高沸点冷媒を液化させ、該液冷媒を残りのガス冷媒か
ら分離し、前記液冷媒の膨張蒸発にて前記ガス冷媒を凝
縮する操作を行うことにより、蒸発器にて最終の温度を
得る冷凍装置において、前記混合冷媒として少なくとも
テトラフルオロメタンとエタンを封入した事を特徴とす
る冷凍装置。