JPH03269083A - 冷媒組成物 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、非共沸混合冷媒を用いる超低温冷凍装置に好
適であり、且つ、オゾン層を破壊する危険性がない冷媒
組成物に関する。

（ロ）従来の技術 従来、非共沸混合冷媒を用いる冷凍装置は、より沸点の
高い冷媒の蒸発と最終段の蒸発器がらの低温帰還冷媒に
よって、より沸点の低い冷媒を順次凝縮して行くことに
より、最終段において最も沸点の低い冷媒を蒸発させて
超低温を得ている。

この様な冷凍装置に用いられている混合冷媒はジクロロ
フルオロメタン（ＣＨＣ１，Ｆ、Ｒ２１）と、プロモト
リフルオロメタン（（：ＢｒＦ＝、Ｒ１３Ｂ１）と、テ
トラフルオロメタン（ＣＦ、、Ｒ１４）とから構成され
ていた。

各冷媒の沸点はそれぞれ大気圧においてＲ２］は＋８．
９５℃、Ｒ１３Ｂｌは−５７，７５℃、Ｒ１４は−１２
７，８５℃であり、複数の気液分離器と中間熱交換器を
用い、第１段の中間熱交換器においてＲ２１を蒸発させ
てＲ１３Ｂ１を凝縮し、第２段の中間熱交換器において
Ｒ１３Ｂ１を蒸発させてＲ１４を凝縮して、このＲ１４
を最終段の蒸発器にて蒸発させることにより−８０乃至
−９０℃の超低温を得ている。

上記Ｒ２１はＲ１３Ｂｌを凝縮する役目も果たすがそれ
以外に冷凍装置中の圧縮機オイルをそれに溶は込ませた
状態で圧縮機に帰還せしめる働きをする。

（ハ）発明が解決しようとする課題 然し乍ら」−記冷媒の内、Ｒ１３Ｂ１は地球のオゾン層
を破壊する恐れがあるため、その使用が不可能とな−）
で来たため、オゾン層を破壊する危険性のない冷媒によ
る非共沸混合冷媒の開発が要望されていた。

本発明は、係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 請求項１の発明は、ジクロロフルオロメタン（Ｒ２１）
と、クロロジフルオロメタン（ＣＨＣＩＦ、、Ｒ，２２
）と、トリフルオロメタン（ＣＨＦ、、Ｒ２３）及びテ
トラフルオロメタン（Ｒ１４）とから冷媒組成物を構成
したものである。

請求項２の発明は上記において、Ｒ２１を５０乃至６５
重量％、Ｒ２２を４乃至１４重量％、Ｒ２３を１０乃至
２１重量％、Ｒ１４を１３乃至２４重量％としたもので
ある。

（ホ）作用 本発明のいずれの冷媒もオゾン層を破壊する危険性はな
い。また、Ｒ２２の沸点は大気圧において−４０，７５
℃であり、Ｒ２３は−８２，０５℃であり、最終段の蒸
発器からの帰還冷媒と、Ｒ２２の蒸発によってＲ２３及
びＲ１４を順次凝縮して行って、最終段の蒸発器にてＲ
１４を蒸発させることができる。

特に、実験によればＲ２１を５０乃至６５重量％、Ｒ２
２を４乃至１４重量％、Ｒ２３を１０乃至２１重量％、
Ｒ１４を１３乃至２４重量％とすることにより最終段の
蒸発器において一９０℃以下の超低温が得られた。

（へ）実施例 次に図面において実施例を説明する。図面はＲ２１、Ｒ
２２、Ｒ２３及びＲ１４から成る非共沸混合冷媒を用い
た場合の冷媒回路を示しでいる。

圧縮機１の吐出側配管２は凝縮器３を通過し、フレーム
バイブ２０を通り圧縮機１のオイルクーラー４に接続さ
れる。オイルクーラー４を出た配管は再び凝縮器３を通
過して第１の気液分離器５に接続されている。第１の気
液骨ｇＩｔ５５から出た液相配管６は第１のキャピラリ
チュ〜１７に接続され、第１のキャピラリチューブ７は
第１の中間熱交換器８に接続される。第１の気液分離器
５から出た気相配管９は第１の中間熱交換器８中を通過
して第２の気液分離器１０に接続されている。

第２の気液分離器１０から出た液相配管１１は第２のキ
ャピラリチューブ１２に接続され、第２のキャピラリデ
ユープ１２は第２の中間熱交換器１３に接続される。第
２の気液分離器１０から出た気相配管１４は第２の中間
熱交換器１３及び第３の中間熱交換器１５中を順次通過
して第３のキャピラリデユープ１６に接続され、第３の
キャピラリチューブ１６は蒸発器１７に接続される。蒸
発器１７から出た配管１８は第３の中間熱交換器１５に
接続され、第３の中間熱交換器１５は第２の中間熱交換
器１３に接続されると共に、第２の中間熱交換器１３は
第１の中間熱交換器８に順次接緒され、第１の中間熱交
換器８は圧縮機１の吸込側配管１９に接続される。

この冷媒回路内にはＲ２１、■？２２、Ｒ２３及びＲ１
４から成る非共沸混合冷媒が充填される。

各冷媒の沸点は大気圧において、Ｒ２１が＋８゜９５℃
、Ｒ２２が−４０，７’、）℃、Ｒ２３が−８２，０５
℃、Ｒ１４が−１２７，８５℃である。

また、実施例で使用する各冷媒の組成はＲ２１が６２重
呈％、Ｒ２２が６重量％、Ｒ２３力用６重量％、Ｒ１４
が１６重量％とじた。

次に動作を説明する。圧縮機１から吐出された高温高圧
のガス状混合冷媒は凝縮器３に流入して放熱し、オイル
クーラー４で圧縮機１の潤滑オイルを冷却して、再び凝
縮器３で放熱し、その内のＲ２１及びＲ２２の大部分は
液化して第１の気液分離器５に入る。そこで液状のＲ２
１とＲ２２は液相配管６へ、また、未だ気体のＲ２２の
残りとＲ２３及びＲ１４は気相配管９へと分離される。

液相配管６に流入したＲ２１とＲ２２は第１のキャピラ
リチューブ７にて減圧されて第１の中間熱交換器８に流
入し、そこで蒸発する。第１の中間熱交換器８には蒸発
器１７からの帰還冷媒が流入しているので、その温度は
−１５，８℃程になっている。

一方、気相配管９に流入したＲ２２、Ｒ２３及びＲ１４
の中のＲ２２及びＲ２３の一部分は第２の中間熱交換器
８内を通過する過程で、そこで蒸発するＲ２１とＲ２２
及び蒸発器１７からの帰還冷媒により冷却されて凝縮液
化して第２の気液分離器１０に入る。そこで液状のＲ２
２とＲ２３は液相配管１１へ　また、未だ気体のＲ２３
の残りとＲ１４は気相配管１４へと分離される。液相配
管１１に流入したＲ２２とＲ２３は第２のキャピラリチ
ューブ１２にて減圧されて第２の中間熱交換器１３に流
入し、そこで蒸発する。第２の中間熱交換器１３には蒸
発器１７からの帰還冷媒が流入しているので、その温度
は−４７，３℃程になっている。

他方、気相配管１４に流入したＲ２３及びＲ１４の中の
Ｒ２３は第２の中間熱交換器１３内を通過する過程で、
そこで蒸発するＲ２２とＲ２３及び蒸発器１７からの帰
還冷媒により冷却されて凝縮液化し、次に第３の中間熱
交換Ｓ１５を通過する。ここで、第３の中間熱交換器１
５は蒸発器Ｉ７を出てすぐの冷媒が流入しており、温度
は−７０，３℃程になっている。従って、気相配管１４
を流れるＲ１４もここで凝縮し、これら液化したＲ２３
及びＲ１４は第３のキャピラリチューブ１６で減圧され
て蒸発器１７に流入し、そこで蒸発して周囲を冷却する
。この時蒸発器１７の温度は−９６，３℃程の超低温に
なった。この蒸発器１７を例えば冷凍庫の庫内の冷却に
用いることにより庫内を−９４，３℃程に冷却できた。

蒸発器１７を出た冷媒は各中間熱交換器１５．１３．８
に次々に流入してそこで蒸発する冷媒を合流して吸込配
管１９より圧縮機１に帰還する。

冷媒回路中を循環する圧縮機１のオイルはＲ２１に溶は
込んだ状態で圧縮機１に戻される。又、Ｒ２１は圧縮機
ｌの吐出温度を下げる役割も果たしている。

これら各冷媒の組成は実施例に限られるものではない。

即ち、実験によりＲ２１を５０〜６５重量％、Ｒ２２を
４〜１４重量％、Ｒ２３を１０〜２１重量％、Ｒ１４を
１３〜２４重量％の範囲内で：昆合することにより蒸発
器１７において一９０℃以下の超低温が得られることが
確かめられた。

尚、上記混合冷媒においてＲ２３の代わりにＲ１３（ク
ロロトリフルオロメタン、ＣＣＩ　Ｆ、、沸点−８１，
３５℃）を使用しても同様の超低温は得られるが、Ｒ１
３はオゾン層を破壊する危険性があるので実用的ではな
い。

（ト）発明の効果 本発明によれば、いずれの冷媒もオゾン層を破壊する危
険性はない。また、冷凍装置に適用することにより、最
終段のｆ発器からの帰還冷媒と、Ｒ２２やＲ２３の蒸発
によってＲ２３やＲ１４を順次凝縮して行って、最終段
の蒸発器にてＲ１４を蒸発させることができ、所望の超
低温を達成することができる。

特に、Ｒ２１を５０乃至６５重量％、Ｒ２２を４乃至１
４重量％、Ｒ２３を１０乃至２１重量％、Ｒ１４を１３
乃至２４重量％とすることにより最終段の蒸発器におい
て円滑に所望の超低温が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は冷媒回路図である。 １・・・圧縮機、５．１０・・第１及び第２の気液分離
器、７．１２．１６・・・第１、第２及び第３のキャピ
ラリチューブ、８．１３．１５・・第１、第２及び第３
の中間熱交換器、１７・・・蒸発器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ジクロロフルオロメタンとクロロジフルオロメタン
   とトリフルオロメタン及びテトラフルオロメタンから成
   る冷媒組成物。 ２）ジクロロフルオロメタンが５０乃至６５重量％、ク
   ロロジフルオロメタンが４乃至１４重量％、トリフルオ
   ロメタンが１０乃至２１重量％、テトラフルオロメタン
   が１３乃至２４重量％であることを特徴とする請求項１
   の冷媒組成物。