JPH05223415A - 冷凍サイクルシステム - Google Patents

冷凍サイクルシステム

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JPH05223415A
JPH05223415A JP4027886A JP2788692A JPH05223415A JP H05223415 A JPH05223415 A JP H05223415A JP 4027886 A JP4027886 A JP 4027886A JP 2788692 A JP2788692 A JP 2788692A JP H05223415 A JPH05223415 A JP H05223415A
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refrigerant
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cycle system
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Kozo Shiomoto
晃三 塩本
Shinsaku Kanda
晋作 神田
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/006Fluid-circulation arrangements optical fluid control arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍機油と地球環境に優しいノンフロンガス
が互いに溶けあった混合物を冷媒として用いる場合にお
いて、点検窓のサイトグラスを介しての冷媒状態の点検
を支障なく行え、かつ専用空間の少ない冷凍サイクルシ
ステムを提供することにある。 【構成】 圧縮器1と、凝縮器3と、蒸発器7と膨張弁
6と、受液器4と点検窓部5とを配管2して循環系を構
成し、ノンフロンガスと冷凍機油の混合物を冷媒G1、
G2、Lとして循環させる冷凍サイクルシステムであっ
て、蒸発器7の上流に配管される膨脹弁6と、この膨脹
弁6の上流に配設される点検窓部5とを備え、この点検
窓部5を蒸発器7の下流の配管部位2d−1に対する当
接状態で並設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルシステム
に係り、特に地球環境保全に好ましいノンフロンガスを
冷媒を用いた冷凍サイクルシステムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の冷凍サイクルシステムの概略構成
について図6の従来の冷凍サイクルシステムの模式図を
参照して述べると、冷気Rをファンモータ9により車室
内に送る蒸発器(エバポレータ)7の上流には配管2c
を介して膨脹弁6が接続されている。この蒸発器(エバ
ポレータ)7の下流には、ガス化した冷媒G1を高温高
圧の冷媒G2に圧縮して送り出すための圧縮器(コンプ
レッサー)1が配管2dを介して接続されており、この
圧縮器(コンプレッサー)1の下流にはさらに高温高圧
の冷媒G2を車両の走行風や電動ファン8などにより冷
却して液化する凝縮器(コンデンサ)3が配管2aを介
して接続されている。そして、この凝縮器3のさらに下
流には冷媒を一時的に貯える受液器(レシーバタンク)
4が配管2bを介して接続されている。この受液器4は
下流の点検窓(サイトグラス)5を介して、膨脹弁6に
送るように配管される一方、膨脹弁6と上述の蒸発器7
の間は配管2cを介して接続されている。
【0003】以上説明の構成において、冷凍サイクルシ
ステムの起動が行われると、冷媒G1、G2が図中の矢
印方向F1に循環開始されるとともに、液化された冷媒
Lを図中の矢印F2、F3方向に循環させ、ファン9を
駆動して、例えば自動車の車内の冷房を行うものであ
る。そして、上述のような冷凍サイクルシステムの循環
系内においては、一般には冷媒としてフロンガス(ジク
ロロジフルオロメタン、CCL2 F2 、ただし以降は単
にR12と呼ぶ)が用いられており、この冷媒を循環さ
せて所定のヒ−トサイクルを行っているが、このR12
には圧縮器1に対する潤滑性などを考慮して冷凍機油
(所定のオイル)が所定の割合で相溶されている。
【0004】この冷媒には、この潤滑性に加えて熱およ
び冷媒に対する化学安定性と、吸湿特性と、低温での冷
媒との溶解性と、高温での冷媒との溶解性の各特性が要
求されるが、R12はこれら各特性を満足することから
広く使用されている。しかし、R12及びその相当品
は、大気中に放出される場合において、地球大気圏のオ
ゾン層を破壊する(オゾン破壊能、ODP、Ozone
Deple−ting Potential)と、地
球を温暖化する(地球温暖化能、GWP、Global
Warming Potential)が高いことが
世界的規模で社会問題化している。このために、例えば
国内某自動車メーカーのように「1994年末までに全
車種のカーエアコン冷媒用フロン(R12)を代替冷媒
のR134aに切り替える計画を明らかに」しているの
が現状である。(日経産業新聞、平成3年10月12
日) 即ち、このノンフロンガスであるR134aは、1、
1、1、2テトラフルオロエタン、CH2 FCF3 、の
エチル系であり、R12のオゾン破壊能(ODP)を
「1」とした場合に、R134aのオゾン破壊能は「ゼ
ロ」であり、しかも地球温暖化能(GWP)はR12の
「2.8〜3.4」に対して、R134aは「0.23
〜0.29]と、かなり低いことから代替品として最適
であることが知られている。
【0005】一方、実開平2−29807号公報の「空
気調和機」においは、圧縮器から吐出された冷媒が凝縮
器、受液器、膨脹弁、蒸発器をこの順に経てから、圧縮
器に循環する空気調和機(冷凍サイクルシステム)にお
いて、蒸発器で発生した凝縮水を貯留する容器を設ける
とともに、この容器内に貯留された凝縮水中に受液器を
浸漬することにより、空気が蒸発器で冷却される際に空
気中に含まれる水分が凝縮して発生する低温の凝縮水を
有効利用して受液器を通る冷媒を冷却する提案が成され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、R13
4aは上述のようにR12の代替品として好適ではある
ものの、冷凍機油との相溶性がR12に比べて劣る欠点
がある。この相溶性について、図6の温度−相溶特性図
に基づいて説明すると、本図の横軸は冷凍機油のオイル
含有率(%)であり、また縦軸は温度(T)をとったも
のであり、R134aに対して異なる含有率の冷凍機油
を混合した場合において冷媒と冷凍機油の混合物が温度
上昇に伴って各域に変化する様子を示したものである。
【0007】本図において、混合物は凝縮温度範囲Jで
ある温度T2とT3の間においては冷凍機油と冷媒のR
134aが互いに溶けあった相溶域Bを呈するが、冷凍
機油のオイル含有率がX%を越えてZ%の範囲において
冷凍機油とR134aが2層に分離する2層分離域Aが
発生し、冷凍機油の含有率がY%の際に温度T1(70
℃)の低い温度において2層分離域Aが発生する。この
ように、2層分離域Aが発生すると、外観は白濁状態と
なり、点検窓のサイトグラスを介しての冷媒状態の点検
が全くできなくなる問題点がある。
【0008】したがって、本発明の冷凍サイクルシステ
ムは上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、冷凍機油とノンフロンガスが互いに
溶けあった混合物を冷媒として用いる場合において、点
検窓のサイトグラスを介しての冷媒状態の点検を支障な
く行え、かつ専用空間の少ない冷凍サイクルシステムを
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】及び
【作用】上述の課題を解決し、目的を達成するために、
圧縮器と、凝縮器と、蒸発器と膨張弁と、受液器と点検
窓部とを配管して循環系を構成し、ノンフロンガスと冷
凍機油の混合物を冷媒として循環させる冷凍サイクルシ
ステムであって、前記蒸発器の上流に配管される前記膨
脹弁と、該膨脹弁の上流に配設される点検窓部とを備
え、該点検窓部を前記蒸発器の下流の配管部位に対する
当接状態で並設するようにして、温度の低い蒸発器の下
流の配管部位との当接状態により点検窓部の温度を低く
保つことで、ノンフロンガスと冷凍機油の混合物が2層
分離域に入ることを防止し、白濁状態にならないように
して、点検窓のサイトグラスを介しての冷媒状態の点検
ができるようにする。
【0010】また、好ましくは、前記並設部位の外周面
を覆う断熱体をさらに設けることで、ノンフロンガスと
冷凍機油の混合物が2層分離域に入ることをより確実に
防止し、点検窓を介しての冷媒状態の点検ができるよう
にする。
【0011】
【実施例】以下に、添付の図面を参照して本願発明の好
適な実施例を説明する。図1は第1実施例の冷凍サイク
ルシステムに係る冷凍サイクルシステムの模式図であ
る。また、図2は図1の要部破断図である両図におい
て、冷気Rをファンモータ9により車室内に送る蒸発器
(エバポレータ)7の上流には配管2cを介して膨脹弁
6が接続されている。一方、この蒸発器(エバポレー
タ)7の下流には、ガス化した冷媒G1を高温高圧の冷
媒G2に圧縮して送り出すための圧縮器(コンプレッサ
ー)1が配管2dを介して接続されているが、この配管
2dは図示のように点検窓5に対する当接状態になる当
接部2d−1を曲げるなどしてから、上流の圧縮器(コ
ンプレッサー)1に接続されている。
【0012】そして、この圧縮器1の下流には高温高圧
の冷媒G2を車両の走行風や電動ファン8などにより冷
却して液化する凝縮器(コンデンサ)3が配管2aを介
して接続されており、この凝縮器3のさらに下流には冷
媒を一時的に貯える受液器(レシーバタンク)4が配管
2bを介して接続されている。この受液器4の下流には
配管2eを介して点検窓(サイトグラス)5が接続され
ているが、この配管2eの内、点検窓(サイトグラス)
5に近い配管部位は上述の当接部2d−1に対して当接
される当接部2e−1を形成しており、図示のように配
管されている。そして、点検窓5の下流には膨脹弁6が
配管されており、この膨脹弁6と上述の蒸発器7の間は
配管2cで接続されており冷媒の循環系を構成してい
る。
【0013】以上説明の冷凍サイクルシステムの循環系
内において、冷媒には圧縮器1に対する潤滑性などを考
慮して冷凍機油(所定のオイル)が所定の割合で相溶さ
れる。このように冷凍機油と冷媒の混合物を冷媒として
用いるが、これには潤滑性に加えて熱および冷媒に対す
る化学安定性と、吸湿特性と、低温での冷媒との溶解性
と、高温での冷媒との溶解性の各特性が要求される。
【0014】これら各特性の内、化学安定性と、吸湿特
性と、低温での冷媒との溶解性を満足するノンフロンガ
スのR134aは、1、1、1、2テトラフルオロエタ
ン、CH2 FCF3 、のエチル系であり、R12のオゾ
ン破壊能(ODP)を「1」とした場合に、R134a
のオゾン破壊能は「ゼロ」であり、しかも地球温暖化能
(GWP)はR12の「2.8〜3.4」に対して、R
134aは「0.23〜0.29]と低いことから従来
のR12の代替品としてR134aを用いている。しか
し、このR134aは、図6に基づいて述べたように、
所定含有率の冷凍機油を混合した場合において冷媒と冷
凍機油の混合物が温度上昇に伴って各域に変化し、2層
分離域Aが発生する結果、外観状は白濁状態となり、点
検窓のサイトグラスを介しての冷媒状態の点検ができな
い問題がある。
【0015】そこで、図1、2を用いて述べたように、
温度がまだ低い状態の冷媒G1を送る配管2dの当接部
2d−1に対して点検窓5の配管2eの当接部2e−1
を当接配管して、点検窓5における冷媒の温度上昇を防
止して、2層分離域Aが発生する温度域まで冷媒の温度
上昇が発生しないようにしている。すなわち、冷凍機油
とR134aが互いに溶けあった混合物を冷媒として用
いる場合において、点検窓5を介して冷媒状態の点検を
支障なく行え、かつ配管2は上述のように一部を曲げる
などして設ければ良く、専用空間の少なくできる。
【0016】以上説明の構成において、冷凍サイクルシ
ステムの起動が行われると、冷媒G1、G2が図中の矢
印方向F1に循環開始されるとともに、液化された冷媒
Lを図中の矢印F2、F3方向に循環させ、ファン9を
駆動して、例えば自動車の車内の冷房を行うものであ
る。そして、上述のように、特に点検窓5における温度
上昇を抑制しつつ冷凍サイクルシステムの循環系内にお
いて行い所定のヒ−トサイクルを行う。
【0017】次に、図3は図2のW−W矢視断面図であ
って、配管の当接状態例を表したものである。本図にお
いて、配管2d内には低温ガス状態の冷媒G1が充満さ
れており搬送されている。また、配管2e内には液状態
の冷媒Lが充満されて搬送されているが、これらの配管
2d,2eは図示のように互いの外周面の当接面2d−
1と2e−1が当接する状態にされた後に、断熱材10
が巻き付けられている。この断熱材10により、高温の
外気との遮断ができ、かつ配管2eの冷気が外部に漏れ
ることなく配管2eに伝導することができる。ここで、
当接面2d−1と2e−1とは正確には線接触状態であ
り、熱伝導が十分でない場合には、隙間部20にシリコ
ーングリスなどの熱良導体を充填しても良い。
【0018】さらに、図4は第2実施例の冷凍サイクル
システムに係る冷凍サイクルシステムの模式図であっ
て、要部のみ図示したものである。本図において、既に
説明済の構成部については、同一の符号を付して説明を
省略し相違部分についてのみ述べると、膨脹弁6と受液
器4を接続する配管2の間にはオイルセパレータ12が
配管されており、上流から送られる冷媒を液体に分離し
て分離部12aに送る一方、冷凍機油を分離して分離部
12bに送るようにしている。この分離部12aには配
管2fを介して点検窓5が接続されるとともに、分離部
12bは合流部2kにおいて配管2fと合流しており、
下流の膨脹弁6に接続されている。
【0019】以上の構成により、一旦分離された冷凍機
油は合流部2kで混合される一方、冷媒はオイルセパレ
ータ12により、完全に冷媒のR134aのみに分離さ
れるので、点検窓5からの点検が確実にできるようにな
るので、温度上昇の影響を受けるように配管せざるを得
ない場合には好適に適用される。ここで、本願発明は、
上記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の要
旨を逸脱しない範囲において適宜設定変更可能なことは
勿論であって、上述のR134a以外のノンフロンガス
であって2層分離域を有するノンフロンガスであれば何
でも良い。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
凍機油とノンフロンガスが互いに溶けあった混合物を冷
媒として用いる場合において、点検窓のサイトグラスを
介しての冷媒状態の点検を支障なく行え、かつ専用空間
の少ない冷凍サイクルシステムを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は第1実施例の冷凍サイクルシステムの模
式図である。
【図2】図2は図1の一部拡大破断図である。
【図3】図3は図2のW−W矢視断面図である。
【図4】図4は第2実施例の冷凍サイクルシステムに係
る冷凍サイクルシステムの模式図である。
【図5】R134aと冷凍機油の温度−相溶特性図であ
る。
【図6】図6は従来の冷凍サイクルシステムの模式図で
ある。
【符号の説明】
1 圧縮器、 2 配管、 3 凝縮器、 4 受液器、 5 点検窓、 6 膨脹弁、 7 蒸発器、 8 電動ファン、 9 ファン、 10 断熱材である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮器と、凝縮器と、蒸発器と膨張弁
    と、受液器と点検窓部とを配管して循環系を構成し、ノ
    ンフロンガスと冷凍機油の混合物を冷媒として循環させ
    る冷凍サイクルシステムであって、 前記蒸発器の上流に配管される前記膨脹弁と、該膨脹弁
    の上流に配設される点検窓部とを備え、 該点検窓部を前記蒸発器の下流の配管部位に対する当接
    状態で並設することを特徴とする冷凍サイクルシステ
    ム。
  2. 【請求項2】 前記並設部位の外周面を覆う断熱体をさ
    らに設けたことを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイ
    クルシステム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009298206A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Toyota Motor Corp 暖房装置
JP2010085067A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Denso Corp 冷凍サイクル装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009298206A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Toyota Motor Corp 暖房装置
JP2010085067A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Denso Corp 冷凍サイクル装置

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