JPH02146477A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷媒が循環する冷凍装置に関し、特に冷凍装置
の冷媒中に含まれる水分の除去に関する。

〔従来の技術〕

従来より冷凍装置内に水が侵入し、冷媒中に含まれる水
分が増加すると、金属部において、内部腐食が発生する
おそれがある。また、膨張弁などの絞り部において水が
氷結することにより、正常な冷凍機能を保つことができ
なくなり、冷房能力の低下あるいは圧縮機の作動不良等
が生じるおそれがあるため、冷凍装置内の水分量をでき
る限り減らす必要がある。

そこで、今日の冷凍装置においては、最も多く水が侵入
してくると考えられるゴム製の冷媒ホースの耐透水性を
改善−し、水の侵入を低減したもの、あるいは冷媒配管
の途中に乾燥剤などを設け、侵入した水を吸着、除去す
るもの等が考えられ、実用化されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ゴム製の冷媒ホースを使用している限り
、透水率を０にすることはできず、水の侵入を防止する
ことはできない。また、乾燥剤を用いた場合、所定量の
水分を吸収するためには、多くの乾燥剤を必要とし、乾
燥剤の水分吸着量が増すと冷凍装置内に残存する水分量
も増してしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に着目し、冷凍装置内に水が侵入し
ても、冷凍装置内を循環する水分量を効率的に低減する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

圧縮機の圧縮圧により高い温度及び圧力を有する高温高
圧部の冷媒を分流する分流手段と、分流された冷媒を高
温高圧部より温度及び圧力の低い低温低圧部により冷却
し、冷媒中に含有されている水を析出させ、これを保持
する水分回収器と、この水分回収器より冷凍装置内に冷
媒を送り戻す戻し手段とを備える。

〔作用］ 高温高圧部より一部分流された冷媒は、流れがゆるやか
であり、低温低圧部に比べ比較的高温であり、冷媒中に
多くの水が含有されている。そして、この冷媒が低温低
圧部によって冷却されることにより、冷媒中に溶は込む
ことができなくなった水が析出する。析出した水は水分
回収器によって保持され、冷媒は冷凍装置内に戻る。

［発明の効果］ 以上により、本発明は冷凍装置内に水が侵入しても、水
を析出させ、水分回収器によって保持することができる
ため、乾燥剤等を必要とせず、冷凍装置内を循環する水
分層を低減させることができる。

また、冷媒を一部だけ分流しているため流れがゆるやか
であり、析出した水を保持しやすく、冷凍装置の作動を
妨げることがない。

［実施例］ 以下、本発明冷凍装置の一実施例について図面に基づき
説明する。

第１図に示す様に、図示しない自動車走行用エンジンに
電磁クラッチを介して、圧縮機１が接続されている。

この圧縮機１がエンジンの駆動力を受けると、圧縮Ｎｌ
内に冷媒が吸入される。この吸入された冷媒は圧縮され
、高温高圧のガス冷媒となり、そして、圧縮機１内より
吐出される。

吐出されたガス冷媒は凝縮器２に送られ、冷却される。

ガス冷媒は冷却されることにより浄化され、受液器３に
送られる。

そして、受液器３に一時的に液冷媒が貯えられる。受液
器３に貯えられだ液冷媒は、冷房負荷に即応し、減圧手
段である膨張弁４に送られる。この膨張弁４により、液
冷媒は低温低圧の霧状の冷媒になる。

そして、この霧状の冷媒が蒸発器５内に送られ、この蒸
発器５を通過する空気と冷媒とが蒸発器５を介して熱交
換することによって、冷媒は加熱されてガス冷媒となり
、空気は冷却される。この冷却された空気によって、車
室内の冷房が行われる。

熱交換されたガス冷媒は、再び圧縮機１に吸入され、圧
縮される。以下、この循環を繰り返す。

また、各装置は冷媒配管６によって接続されている。

ここで、圧縮機１より吐出された冷媒の温度は約８０’
Ｃ〜１００°Ｃであり、圧力は約１５ｋｇ／ｃ艷である
。そして、凝縮器２により液化された冷媒の温度は約６
０°Ｃであり、圧力は約１５ｋｇ／ｃｎｔである。

つまり、圧縮機１より吐出された冷媒が凝縮器２、受液
器３を通り、膨張弁４により噴出されるまでの間は比較
的高温高圧であり、この部分を高温高圧部（図中符号Ａ
で示す）とする。

また、膨張弁４より噴出された冷媒の温度は約０°Ｃで
あり、圧力は２　ｋｇ　／　ｃｆである。そして、１発
器５を通り、熱交換された冷媒の温度は約ｌＯ°Ｃであ
り、圧力は２　ｋｇ　／　ＣＩｆｉである。

つまり、膨張弁４より噴出された冷媒が蒸発器５を通り
、圧縮機１に至るまでの間は比較的低温低圧であり、こ
の部分を低温低圧部（図中、符号Ｂで示す）とする。

そして、高温高圧部Ａであって、受液器３と膨張弁４と
を接続する冷媒配管６ａには、この冷媒配管６ａ内を流
れる冷媒の一部を分流させる分流手段である分流配管６
ｂの一端が接続されている。

分流配管６ｂの他端は後述する水分回収器７に接続され
ている。

水分回収器７は低温低圧部Ｂであって、膨張弁４の出口
側の冷媒配管６ｄに取付固定されている。

また、水分回収器７には、戻し手段である戻し配管６Ｃ
の一端が接続されており、戻し配管６Ｃの他端は冷媒配
管６ａの分流配管６ｂよりも下流側に接続されている分
流配管６ｂにより、水分回収器７内に導入された冷媒は
冷媒配管６内に戻される。

次に、水分回収器７について詳述する。

水分回収器７の本体７ａはアルミニウムよりなり、筒状
に形成されている。そして、本体７ａの図中、左側を覆
っている一側壁７ｂには分流配管６ｂの他端が接続され
、本体７ａの内部と連通している。また、本体７ａの図
中、右側を覆っている他側壁７Ｃには戻し配管６Ｃとの
一端が接続され、本体７ａの内部と連通している。

本体７ａの内部には、水との界面張力の大きい物質８（
例えばグラスウール）が環状に設けられている。

水分回収器７の大きさは、冷媒配管６からの水の侵入量
等を考慮し、決定する。

次に、作動原理について説明する。

一般的に、単位重量あたりの液冷媒に溶は込むことので
きる水の最大量（液冷媒中の飽和水分濃度）は、冷媒の
温度が高い程多い。

現在、車両用の冷凍装置に使用される冷媒において、主
流となっている冷媒フロンＲ１２の場合、第３図に示す
様に、４０“Ｃでは液冷媒１　ｋｇあたり約０．１８ｇ
　（１８０ｐｐｍ）の水が溶は込めるが、０°Ｃでは液
冷媒１　ｋｇあたり約０．０２５ｇ（２５ｐｐｍ）Ｌか
溶は込めない。従って、４０゛Ｃの飽和水分濃度の液冷
媒をＯ″Ｃまで冷却すれば、０．１５５ｇ（＝０．１８
　ｇ−０，０２５ｇ）の水が冷媒中に溶は込むごとがで
きなくなり析出する。

そこで、本発明では、冷媒配管６ａを流れる冷媒の一部
を分流配管６ｂに分流させ、水分回収器７の本体７ａ内
に導く。水分回収器７は膨張弁４の出口側の冷媒配管６
ａ内を流れる冷媒によって冷却されるため、本体７ａ内
に導入された冷媒は冷却される。よって、本体７ａ内に
おいて、冷媒中に溶は込んでいた水が一部溶は込めなく
なり、析出する。この水は、本体７ａ内に設けられたグ
ラスウール８に界面張力により付着する。そして、水を
析出した冷媒は戻し配管６Ｃを通り、冷媒配管６ａに戻
される。

従って、グラスウール８に付着した水分量だけ冷凍装置
内の水分濃度を低下させることができる。

つまり、冷凍装置の作動中、冷凍装置内をＷＪ環する冷
媒中の水分濃度を２５ｐｐｍ以下に保つことができる。

以下、示した様に、簡単な構成により冷媒中の水分濃度
を低く抑えることができ、また、水分回収器７で液冷媒
を冷却しているため、冷房能力向と、あるいは省動力と
いう効果も得ることができる。そして、冷媒の流れに対
して、分流配管６ｂを上流側、戻し配管６ｃを下流側に
冷媒配管６ａるこ接続しているため、冷媒が分流配管６
ｂから戻し配管６ｃに向けて流れやすい。

また、冷媒が液体である受液器３の下流側に分流配管６
ｂを接続しているため、水が冷媒中に多く？容は込んで
いる。

さらに、一部のみ冷媒を分流しているため、流れがゆる
やかであり、析出させた水を保持しやすく、また、冷凍
装置の作動を妨げることはない。

次に、他の実施例について説明する。

第４図に示す様に、膨張弁４に水分回収器７が一体成形
されている。そして、膨張弁４の噴出口４ａより図中左
側の高温高圧部Ａに位置する側壁４ｂには、分流手段で
ある分流通路９ａが形成され、膨張弁４の高温高圧部Ａ
と、本体７ａ内との連通を行っている。分流通路９ａの
径は、高温高圧部への圧力を受け、多くの冷媒が分流さ
れないように極めて小さくしである。また、冷媒配管６
の役割をなし、膨張弁４と蒸発器５の接続を行い、低温
低圧部Ｂに位置する連結部１０の側壁１０ａには、戻し
手段である戻し通路９ｂが形成され、本体７ａ内と連結
部１０内との連通を行っている。

よって、水分回収器７が膨張弁４と一体に形成されてい
るため、余分な配管を必要とせず、コンパクトであり、
スペース的にも有効である。

また、高圧側から低圧側に冷媒が流れるため、冷媒を確
実に流すことができる。

以上により、高温高圧部Ａより分流通路９ａを通って本
体７ａに冷媒が分流される。本体７ａには、低圧部Ｂの
熱が伝達されるため、冷媒は冷却され、冷媒中に含有さ
れる水が析出する。そして、この水はグラスウール８に
、界面張力によって保持され、その他の冷媒は戻し通路
９ｂを通り連結部１０内に戻される。

その他の構成及び作動は、一実施例と同様である。

また、第５図に示す様に、本体７ａにバルブ１１を設け
、ある程度水がたまった場合、冷媒交換時などにバルブ
１１を開き、水を冷凍装置外へ放出することにより、何
度でも使用することができる。

本発明一実施例では、受液器３と膨張弁４との間の冷媒
配管６ａ（高温高圧部Ａ）に分流配管６ｂ及び６ｃを接
続しているが、分流配管６ｂは高温高圧部Ａならどこに
接続しても良く、戻し配管６ｃは冷凍装置内ならどこに
接続しても良い。

また、水分回収器７を膨張弁４と蒸発器５との間の冷媒
配管６ｄに取付固定したが、低温低圧部ならどこに取付
固定しても良い。

さらに、水分回収器７を、蒸発器５を通過した冷風によ
って冷却することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明冷凍装置の一実施例を示す図
で、第１図は模式構成図、第２図は要部断面図、第３図
は温度と水の溶解度を示す特性図、第４図は本発明冷凍
装置の他の実施例を示す要部断面図、第５図は本発明冷
凍装置のバルブを付加した水分回収器を示す断面図であ
る。 １・・・圧縮器、２・・・凝縮器、４・・・膨張弁（減
圧手段）、５・・・蒸発器、６ｂ・・・分流配管（分流
手段）。 ６ｃ・・・戻し配管（戻し手段）、７・・・水分回収器
Ａ・・・高温高圧部、Ｂ・・・低温低圧部。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 寸　ｔＯＵ Ｏフ く 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧ガス冷媒を吐出する
   圧縮機と、 この圧縮機より圧縮吐出されたガス冷媒を液化する凝縮
   器と、 この凝縮器により液化された液冷媒の圧力を減少させる
   ことによって、前記液冷媒を低温低圧の冷媒にする減圧
   手段と、 この減圧手段により低温低圧にされた冷媒を蒸発させる
   蒸発器とを冷媒配管により順次接続し、前記圧縮機より
   圧縮吐出された冷媒が前記減圧手段により減圧されるま
   での間において、前記圧縮機の圧縮圧によって、冷媒の
   温度及び圧力が高い高温高圧部を形成し、 前記減圧手段により減圧されることによって低温低圧に
   された冷媒が前記圧縮機により圧縮されるまでの間にお
   いて、前記高温高圧部より冷媒の温度及び圧力が低い低
   温低圧部を形成する冷凍装置において、 前記高温高圧部の冷媒の一部を分流する分流手段と、 この分流手段によって分流された冷媒を前記低温低圧部
   によって冷却し、前記冷媒中に含有されている水を析出
   させると共に、前記水を保有する水分回収器と、 この水分回収器より前記冷凍装置内に冷媒を送り戻す戻
   し手段とを備えることを特徴とする冷凍装置。