JPH0752038B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、非共沸混合冷媒を用いて低温を得る冷凍サイ
クル装置の改良に関する。

従来の技術 従来、非共沸混合冷媒を用いて低温を得る冷凍サイクル
装置として、第２図に示すような装置が提案されてい
る。第２図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は気
液分離器、４は補助凝縮器、5,6は絞り装置、７は蒸発
器であり、このような装置において圧縮機１より吐出さ
れた非共沸混合冷媒を凝縮器２で凝縮させたのち、気液
分離器３により液状冷媒とガス状冷媒とに分離させ、補
助凝縮器４でガス状冷媒を凝縮させたのち、絞り装置６
を介して蒸発器７へ流す一方、液状冷媒は絞り装置５で
減圧され補助凝縮器４でガス状冷媒と熱交換して蒸発し
たのち、蒸発器７から流出する冷媒と混合されて圧縮機
１に吸入される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような冷凍サイクル装置では、蒸
発器７から流出する冷媒と補助凝縮器４で蒸発して流出
する冷媒とを混合して圧縮機１に吸入させるため、補助
凝縮器４で蒸発する冷媒圧力は蒸発器７で蒸発する冷媒
圧力とほぼ同一の低い圧力にする必要があり、そのため
蒸発器７で低温を得るためには圧縮機１の吸入圧力が非
常に低くなり、圧縮比が大きくなって圧縮機１の効率低
下の原因となると共に、圧縮機１に吸入される冷媒の比
容積も大きくなり冷媒循環量の低下をもたらすといった
欠点があった。

本発明のは、圧縮機の吸入圧力を下げることなく、蒸発
器において低温が得られる冷凍サイクル構成を提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の冷凍サイクル装置は、非共沸混合冷媒を封入
し、圧縮機、凝縮器、高沸点冷媒と低沸点冷媒を分離す
る分離器、高沸点液冷媒の蒸発により低沸点ガス冷媒を
凝縮させる補助凝縮器、絞り装置、蒸発器等を順次接続
すると共に、前記補助凝縮器の高沸点冷媒の出口と圧縮
機の吸入側との間に冷媒エジェクタを設け、さらに前記
蒸発器出口と前記冷媒エジェクタの吸引口とを接続した
ことを特徴とするものである。

作用 本発明は上記した構成により、圧縮機より吐出された非
共沸混合冷媒を、凝縮器で凝縮させたのち、分離器によ
り高沸点冷媒と低沸点冷媒に分離し、補助凝縮器におい
て高沸点液冷媒との熱交換により低沸点ガス冷媒を凝縮
させると共に、ガス化された高沸点冷媒は冷媒エジェク
タを介して前記圧縮機の吸入側に導き、一方、液化され
た低沸点冷媒は絞り装置を介して蒸発器で蒸発させたの
ち、前記冷媒エジェクタの吸引口に導き、前記高沸点冷
媒と混合させて前記圧縮機の吸入側に導くことができ、
低温を得るために蒸発器の圧力を低くした場合にも圧縮
機の吸入圧力を蒸発器の圧力より高くできるため、圧縮
比の増大および圧縮機に吸入される冷媒の比容積の増大
を防止できるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の冷凍サイクル装置の一実施例であり、
圧縮機８、凝縮器９、高沸点冷媒と低沸点冷媒を分離す
る精留分離器10、高沸点液冷媒の蒸発により低沸点ガス
冷媒を凝縮させる補助凝縮器11、絞り装置12、蒸発器13
を順次接続すると共に、補助凝縮器11の高沸点冷媒の出
口と圧縮機８の吸入側との間に冷媒エジェクタ14を設
け、さらに蒸発器13出口と冷媒エジェクタ14の吸引口と
が接続されている。

なお精留分離器10は精留塔15、貯留器16、加熱ヒータ17
から構成されており、精留分離器10の貯留器16より高沸
点液冷媒を、精留塔15の上部より低沸点ガス冷媒を抽出
することができる。また、18は高沸点冷媒用の減圧器で
ある。

このような冷凍サイクル装置において非共沸混合冷媒を
封入し、圧縮機８を駆動すると圧縮機８より吐出された
非共沸混合冷媒は、凝縮器９で凝縮したのち、精留分離
器10の精留塔15上部より貯留器16に入り、ここで加熱ヒ
ーター17により、貯留器16内部の冷媒中主に低沸点冷媒
が気化され、精留塔15内部を上昇する。このとき凝縮器
９出口からは液冷媒が供給され、精留塔15内部で気液接
触により精留作用が起こり、上昇する気体は低沸点冷媒
の濃度が高まり、逆に下降する液体は高沸点冷媒の濃度
が高まり、貯留器16は凝縮液の状態の高沸点冷媒で満た
される。この貯留器16より流出する高沸点液冷媒は減圧
器18で中間圧まで減圧されて補助凝縮器11に導かれる。

一方、精留塔15上部より流出する低沸点ガス冷媒は補助
凝縮器11に流入し、ここで、高沸点液冷媒と熱交換して
高沸点液冷媒は蒸発気化し、低沸点ガス冷媒は凝縮液化
する。気化された高沸点冷媒は冷媒エジェクタ14に流入
する。また、液化された低沸点冷媒は絞り装置12で低温
低圧の状態にされ、蒸発器13に導かれる。ここで低温蒸
発することにより冷凍効果を発揮したのち、冷媒エジェ
クタ14の吸引口に吸い込まれ、高沸点冷媒と混合して中
間圧まで昇圧されたのち圧縮機８に吸入される。

このように低温を得るために蒸発器13の圧力を低くした
場合にも圧縮機８の吸入圧力を蒸発器13の圧力より高い
中間圧にできるため、圧縮比の増大および圧縮機８に吸
入される冷媒の比容積の増大を防止できるものである。

なお、加熱ヒーター17の代わりに圧縮機11の吐出配管等
冷凍サイクル中の高温熱源を用いてもよいことはもちろ
んのことであり、その場合には凝縮器９の小型化にも効
果がある。

また、本実施例においては高沸点冷媒と低沸点冷媒をよ
り厳密に分離して従来と同一の低圧でもより低温を実現
するため、精留塔15、貯留器16、加熱ヒータ17よりなる
精留分離器10を用いたが、混合する冷媒の種類あるいは
使用目的により精留分離器10の代わりに気液分離器を使
用することもできる。

発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明の冷凍サイクル
装置においては、低温を得るために蒸発器の圧力を低く
した場合にも圧縮機の吸入圧力を蒸発器の圧力より高い
中間圧に保つことができ、圧縮比の増大による効率低下
や、圧縮機に吸入される冷媒の比容積の増大による冷媒
循環量の減少を防止でき、冷凍サイクル装置の効率向上
を図ることができるものである。また、分離器として精
留塔、貯留器、加熱ヒータよりなる精留分離器を用いる
ことにより、気液分離器を使用する場合に比べて蒸発器
に導かれる低沸点冷媒の濃度を非常に高めることがで
き、そのため同一蒸発圧力でもより低温が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の冷凍サイクル装置の構成
図、第２図は従来例の冷凍サイクル装置の構成図であ
る。 ８……圧縮機、９……凝縮器、10……精留分離器、11…
…補助凝縮器、12……絞り装置、13……蒸発器、14……
冷媒エジェクタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非共沸混合冷媒を封入し、圧縮機、凝縮
   器、精留塔と貯留器と加熱手段を構成要素とする精留分
   離器と、補助凝縮器と、絞り装置と、蒸発器と、前記蒸
   発器出口と吸引側を接続された冷媒エジェクタを順次接
   続して冷凍サイクルを構成し、前記貯留器から減圧器お
   よび前記補助凝縮器を介して前記冷媒エジェクタ入口に
   至る通路を形成し、 前記補助凝縮器は、前記貯留器からの高沸点液冷媒を前
   記減圧器で減圧させた高沸点冷媒を蒸発させるとともに
   精留塔からの低沸点冷媒を凝縮するものであり、前記絞
   り装置は、前記補助凝縮器からの低沸点冷媒を蒸発圧力
   まで減圧膨張させ前記蒸発器に導くものであり、前記エ
   ジェクタは、その入口からの高沸点冷媒により、前記蒸
   発器からの低沸点冷媒を吸引口から吸引昇圧し、圧縮機
   に冷媒を導くことを特徴とする冷凍サイクル装置。