JPH0360030B2 - - Google Patents

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JPH0360030B2
JPH0360030B2 JP59244141A JP24414184A JPH0360030B2 JP H0360030 B2 JPH0360030 B2 JP H0360030B2 JP 59244141 A JP59244141 A JP 59244141A JP 24414184 A JP24414184 A JP 24414184A JP H0360030 B2 JPH0360030 B2 JP H0360030B2
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JP
Japan
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refrigerant
heat exchanger
gas
outlet
container
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59244141A
Other languages
English (en)
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JPS61122459A (ja
Inventor
Makoto Endo
Yoshiaki Tanimura
Hiroshi Yuyama
Kyoshi Sakuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP24414184A priority Critical patent/JPS61122459A/ja
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Publication of JPH0360030B2 publication Critical patent/JPH0360030B2/ja
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  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍サイクルに関し、更に詳細には冷
蔵庫、ヒートポンプ式給湯器およびヒートポンプ
を含む空調器の温度制御域を拡大するために冷凍
サイクルを構成する非共沸混合冷媒の制御に関す
る。
〔従来の技術〕
第3図は例えば特願昭58−70955号明細書に示
された従来の非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイク
ルの回路図であり、1は圧縮機、2は圧縮機1の
出口側に接続した凝縮器、6は冷媒容器で、凝縮
器2の出口からの主管MPが貫通し、この主管
MPは気液分離器の気相側10を介して上記冷媒
容器6内下部で例えば分断されて分岐管20と第
2の減圧装置3bに接続された分岐管21とを構
成し、分岐管20内の冷媒が上記冷媒容器6内に
流出できるようになつている。一方、上記気液分
離器の液相側11側は主管22を経て第1の減圧
装置3aに接続されている。8は上記冷媒容器6
内の一部に充填した、例えばメツシユなどの分溜
用充填物である。更に、上記冷媒容器6の入口側
には電磁弁7が接続されている。なお、5は蒸発
器で、圧縮機1の入口側に接続されている。
次に動作について説明する。
まず、高沸点成分として、例えば沸点が−30℃
のR12、低沸点成分として、例えば沸点が−81℃
のR13より成る非共沸混合冷媒を冷凍サイクルに
封入する。超低温運転時には電磁弁7を閉にす
る。従つて、該電磁弁7より下流側の回路はしや
断されて、圧縮機1で圧縮された非共沸混合冷媒
ガスは凝縮器2で凝縮されて液体となり、気液分
離器の液相側11から第1の減圧装置3aで減圧
されて蒸発器5に入り、蒸発してガスとなつて圧
縮器1へ戻る。このような運転では、蒸発器5内
で蒸発する時にR13の沸点が−81℃と低いため、
この非共沸混合冷媒によつて比較的高い蒸発圧力
で−40℃〜−50℃の超低温を得ることが出来る。
次に、通常運転時には、電磁弁7を閉とする
と、上述と同様に非共沸混合冷媒は圧縮機1で圧
縮され、凝縮器2で凝縮される。ここで、電磁弁
7が閉じている時より圧力が低くなるので凝縮し
にくくなり、更にR12とRB13との凝縮温度が異
なるため、R12成分の多い液体とR13成分の多い
液体とが共存する。そして、凝縮器2より流出し
た冷媒の気体は気液分離器の気相側10を経て冷
媒容器6に入る。ここで、分溜用充填物8によつ
て分留され、R13成分の多い気体は冷媒容器6の
上部に留まり、該冷媒容器6内で凝縮したR12成
分の多い液体のみが第2の減圧装置3bで減圧さ
れ、気液分離液の液相側11を経て第1の減圧装
置3aで減圧されたR12成分の多い冷媒と共に蒸
発器5内に入り、蒸発して圧縮機1へ戻る。この
繰り返しにより、R13は冷媒容器6の上部に気体
として留まり、冷凍サイクル中には略純粋なR12
単体が循環することになる。従つて、この時の
R12の蒸発により前記超低温運転とほぼ同じ蒸発
圧力で−15℃〜−20℃の温度を得ることが出来
る。通常運転後、電磁弁7を閉じて超低温運転を
行なうと、圧力差によつて冷媒容器6内に留つて
いたR13成分の多い気体は第2の減圧装置3bを
通り、冷凍サイクル内に戻される。このように急
速冷凍時には、R12とR13の非共沸混合冷媒を用
い、通常冷凍時には、サイクルの一部にR13を封
じ込め、R12の単一冷媒を用いることによつて、
両者の蒸発圧力をほぼ同じに保つことができ、冷
凍能力が低下せずに幅広い温度を得ることの出来
る冷凍サイクルが実現出来る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の冷凍サイクルでは、冷媒容
器6で通常運転時、高沸点冷媒をより純粋にかつ
より多く留め込み、冷凍サイクル内をより純粋な
低沸点冷媒にて運転するには冷媒容器6の上、下
の温度差を付ける必要があり、従来例では上部は
自然放熱によるものであり、このため長く大容量
の冷媒容器6が必要であつた。すなわち第2図に
示す非共沸混合冷媒の組成と平衡温度との関係を
示すグラフにおいて冷媒容器6下部の冷媒の状態
がA点に示される状態にあつたとするとA′点に
示される液相とA″点に示される気相とが混在し
た状態にある。A′点に示される液相は下に溜ま
り、やがて配管21に流れ込むが、A″点にて示
される気相は上昇し、分溜用充填物に接触し冷却
されてB点に移動しB′点に示される液相とB″点
にて示される気相に分離する。以下気相の上昇に
従つてガス中の高沸点冷媒の濃度が減少し、低沸
点冷媒の濃度が上昇し冷媒容器6の上部に溜めら
れる。したがつてより純粋な2つの冷媒に分離す
るには冷却容器6の上、下の温度差をより大きく
とる必要がある。
本発明は、かかる問題点を解決するためになさ
れたもので、冷媒容器の上、下の温度差を付け、
効率よく純粋に非共沸混合冷媒を2つの冷媒に分
離できるようにした冷凍サイクルを得ることを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る冷凍サイクルは、冷媒容器内の上
部に第1の熱交換器又下部に第2の熱交換器を設
け、第1の熱交換器の入口および出口をそれぞれ
蒸発器の出口および圧縮機の吸入口に接続し、第
2の熱交換器の入口および出口をそれぞれ凝縮器
の出口および冷媒容器内中央部に設けた分溜用充
填物部に接続したものである。
〔作用〕
本発明においては、蒸発器を出た低温の冷媒ガ
スが冷媒容器の上部の第1の熱交換器にて熱交換
し、冷媒容器の上部の温度を低下させることによ
り、冷媒容器の下部の温度に対して効率よく低下
させ、更に冷媒容器内下部の第2の熱交換器で下
部の冷媒液が加熱され低沸点冷媒が蒸発し高沸点
冷媒の濃度が得られる。
〔実施例〕
第1図は本発明の冷凍サイクルの一実施例を示
すもので、30は冷媒容器6内の上部に設けた第
1の熱交換器で、この熱交換器30の入口は蒸発
器5の出口と接続され、熱交換器30の出口は圧
縮機1の吸入口に接続されている。また、冷媒容
器6内の下部には第2の熱交換器31が設けら
れ、この熱交換器31の入口は電磁弁7および気
液分離器の気相側10を介して凝縮器2の出口に
冷媒配管20によつて接続され且つ出口は冷媒容
器6内中央部に設置された分溜用充填物部8に接
続されている。
このように構成された本実施例の冷媒サイクル
においては、蒸発器5を出た冷媒は温度が低く、
第2図に示されるように冷媒容器6の上部に溜ま
つていたA″点又はB″点にあるガス状の混合冷媒
ガスを第1の熱交換器30を通してC″点以下に
冷却することができ、これによつて冷却されたガ
ス中の低沸点冷媒成分の濃度が上昇し純度が増
す。従つて、圧縮機1から吐出される冷凍サイク
ルの冷媒中の高沸点冷媒成分の純度が高くなり、
高沸点冷媒成分のみの運転と等しい状態にするこ
とができ、また冷媒容器6内の低沸点冷媒成分の
濃度が高い状態で溜めることにより、冷媒容器6
の容量を小さくでき、さらに冷媒容器6の上、下
の温度差を設けるために上、下に長い容器が必要
であつたが、短縮できる。
しかも、第2の熱交換器31を介して冷媒容器
6の中央部分の分溜用充填物部8に吐出された混
合冷媒ガスは、容器6上部にて冷却され凝縮して
落下する冷媒液によつて冷却され、凝縮した液は
下部に、凝縮できなかつた冷媒は上昇する。そし
て、下部の冷媒液は第2の熱交換器31により加
熱され低沸点冷媒が蒸発し高沸点冷媒の濃度が得
られ、より効果的に分離できる。
なお、上記説明では急速冷凍時に混合ガスを通
し、通常運転時に高沸点冷媒を流す冷媒回路を例
にとつたが、混合冷媒と低沸点冷媒の切替えによ
る温度制御域の拡大を意図したものについても分
溜用充填物を内蔵した冷媒容器または分離器を有
する全てに利用可能である。
〔発明の効果〕
本発明は以上説明したように、冷媒容器内の上
部および下部にそれぞれ第1および第2の熱交換
器を設け、第1の熱交換器の入口および出口をそ
れぞれ蒸発器の出口および圧縮機の吸入口に接続
し、第2の熱交換器の入口および出口をそれぞれ
凝縮器の出口および冷媒容器内中央部の分溜用充
填物部に接続したことにより、混合冷媒の分離を
効率よく行なうことができ、これによつて冷媒容
器の縮小や高さの短縮が可能となると共に冷媒容
器下部の冷媒液は第2の熱交換器で加熱されて低
沸点冷媒が蒸発し高沸点冷媒の濃度が得られ、よ
り効果的に分離できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る冷凍サイクル
を示す回路図、第2図は非共沸混合冷媒の組成と
平衡温度を示す図、第3図は従来の冷凍サイクル
を示す回路図である。 1……圧縮機、2……凝縮機、5……蒸発器、
6……冷媒容器、30……熱交換器、31……第
2の熱交換器。なお、図中、同一符号は同一又は
相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 冷媒として非共沸混合を使用し、低圧、低温
    冷媒を高圧、高温冷媒として吐出する圧縮機、高
    温ガスより熱を放出し高温冷媒ガスを液化させる
    凝縮器、高圧ガスを低圧ガスに変換する減圧装
    置、周辺より熱を吸収し低温冷媒液を蒸発させる
    蒸発器、非共沸混合冷媒を非共沸混合冷媒運転と
    単一冷媒運転に切替えるための電磁弁、および単
    一冷媒運転時、他方の冷媒を分離して蓄えておく
    分溜用充填物を内蔵する冷媒容器よりなる冷凍サ
    イクルにおいて、前記冷媒容器内の上部および下
    部にそれぞれ第1の熱交換器および第2の熱交換
    器を設け、前記第1の熱交換器の入口および出口
    をそれぞれ前記蒸発器の出口および前記圧縮機の
    吸入口に接続し、また、前記第2の熱交換器の入
    口および出口をそれぞれ前記凝縮器の出口および
    前記冷媒容器の中央部の分溜用充填物部分に接続
    したことを特徴とする冷凍サイクル。
JP24414184A 1984-11-19 1984-11-19 冷凍サイクル Granted JPS61122459A (ja)

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JP24414184A JPS61122459A (ja) 1984-11-19 1984-11-19 冷凍サイクル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59197763A (ja) * 1983-04-22 1984-11-09 三菱電機株式会社 冷凍サイクル

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