JPH08285410A - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JPH08285410A
JPH08285410A JP8695095A JP8695095A JPH08285410A JP H08285410 A JPH08285410 A JP H08285410A JP 8695095 A JP8695095 A JP 8695095A JP 8695095 A JP8695095 A JP 8695095A JP H08285410 A JPH08285410 A JP H08285410A
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JP
Japan
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refrigerant
water
moisture
upstream side
component
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Application number
JP8695095A
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English (en)
Inventor
Toshio Sagara
寿夫 相良
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水分の除去が効率的にでき且つ水分除去材ど
うしの擦れ合いを防止できる冷凍装置を提供する。 【構成】 沸点の異なる冷媒成分毎に分離して導入され
る複数の蒸発器11、17と、その蒸発器の上流側に配
置された膨脹装置9、15とを備えた冷凍装置におい
て、少なくとも一つの前記膨脹装置の上流側に水分除去
器21を配置し、分離した冷媒から水分を除去する。従
って、非共沸混合冷媒の冷媒成分のうち水分除去が必要
な冷媒成分について選択的に水分除去器を通過させるこ
とができ、また、水分除去器21では液体状態の冷媒を
通過させるものであるから、水分除去材が踊らされず、
水分除去材どうしの擦れ合いを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非共沸混合冷媒を循環
させてなる冷凍装置に関し、特に、ショーケースや冷凍
品を貯蔵する冷凍貯蔵庫等に用いられる冷凍装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】冷凍装置の冷媒回路では、冷媒中にエス
テル系オイル等の潤滑油を混入して圧縮機の潤滑を図っ
た場合、冷媒中の水分を除去するために冷媒回路内に水
分除去器(デハイドレータ)を設ける構成が公知であ
る。このような非共沸混合冷媒として、特にHFC系冷
媒を用いた場合には、エステル油(エステル系オイル)
が冷媒回路内の水分と反応して加水分解し、これによっ
て酸が生成される。この酸によって冷媒回路内の圧縮機
等がダメージを受ける。従って、HFC系冷媒を用いた
場合は今まで以上に冷媒回路内の水分除去が必要とな
り、水分除去器による水分除去が必要不可欠となる。
【0003】例えば、特開昭63ー33105号公報に
は、冷媒回路中にドライヤー(水分除去器)を設けて冷
媒中の水分を除去する構成が開示されている。
【0004】一方、非共沸混合冷媒を用いた冷媒回路に
おいて、気液分離器で混合冷媒を液体と気体とに分離
し、分離した冷媒をその後独立に流す回路を備える構成
が特公平5ー59339号公報に開示されているが、具
体的には、図3に示すように、圧縮機51、第1凝縮器
53、気液分離器55、キャピラリ59、熱交換器6
1、レシーバタンク63、膨脹弁(膨脹装置)65、冷
却器(蒸発器)67とを備えた主回路を備え、気液分離
器55で分離された低沸点成分(気体成分)を冷却器6
7に供給して冷却に寄与する構成とし、気液分離器55
で分離された高沸点成分(液体成分)は第2凝縮器5
7、キャピラリ59を介して熱交換器61に供給して低
沸点成分と熱交換を図り、高沸点成分の液化を促進する
構成とするものが公知である。
【0005】かかる従来の冷媒回路では、第1凝縮器5
3と気液分離器55との間に水分除去器71を配置して
おり、非共沸混合冷媒全体を通過させてその水分を除去
するものであった。即ち、気液分離器55の手前に水分
除去器71を設けた従来の冷凍装置にあっては、水分除
去器71に非共沸混合冷媒全体を通過させるものであっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、非共沸混合冷
媒における各冷媒成分中の水分含有量は、図2に示す如
く、各冷媒成分毎に異なる一方、冷媒成分によっては、
水と同様に大きな極性(双極子モーメントの大きいも
の)を有するものは水と分離しにくく、小さい極性を有
するものは水と分離しやすいというように、冷媒成分に
よっては水分除去器を通過させる意味がほとんどないば
かりか、そのような冷媒をも水分除去器を通過させる
と、通過量が多くなり、全体的には水分除去の効率が低
下するという不都合がある。
【0007】また、水分除去器を通過する際に、低沸点
成分はガス化しているものが多く気体を多く含むことに
なるため、その気体により水分除去材が踊り、擦れ合い
により減耗したり屑がでるという不都合があった。
【0008】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、水分の除去が効率的にでき且つ水分除
去材どうしの擦れ合いを防止できる冷凍装置を提供する
ことを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、沸点の異なる冷媒成分毎に分離された冷媒を導入す
る複数の蒸発器と、各蒸発器の上流側に配置された膨脹
装置とを備え、非共沸混合冷媒を循環させてなる冷凍装
置において、少なくとも一つの前記膨脹装置の上流側
に、水分除去材を充填した水分除去器を備えるものであ
る。
【0010】請求項2に記載の発明は、沸点の異なる冷
媒成分毎に分離された冷媒を導入する複数の蒸発器と、
各蒸発器の上流側に配置された膨脹装置とを備え、非共
沸混合冷媒を循環させてなる冷凍装置において、非共沸
混合冷媒の混合成分のうち水に対する溶解度が小さい冷
媒成分を導入する蒸発器の膨脹装置の上流側に、水分除
去材を充填した水分除去器を配置するものである。
【0011】
【作用】請求項1に記載の発明によれば、複数の蒸発器
を有することにより、非共沸混合冷媒を複数の冷媒成分
に分離しており、各蒸発器の膨脹装置の上流側では、分
離した冷媒成分は液体状態にあり、かかる分離された冷
媒成分において液体状態のものを水分除去器に通過させ
ている。従って、非共沸混合冷媒の冷媒成分のうち水分
除去が必要な冷媒成分について選択的に水分除去器を通
過させることができ、効率的に水分の除去ができる。ま
た、液体状態の冷媒を通過させるものであるから、水分
除去材が気体により踊らされることがほとんどなく、水
分除去材どうしの擦れ合いを防止する。
【0012】請求項2に記載の発明によれば、上述の請
求項1に記載の発明において、分離した冷媒成分のう
ち、水に対する溶解度が小さい冷媒成分について選択的
に水分除去器を通過させるものであるから、効率的に水
分を除去できる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。
【0014】図1は、本発明にかかる冷凍装置の冷媒回
路図である。この冷凍装置は、冷媒回路を循環する冷媒
として、高沸点冷媒と低沸点冷媒からなる非共沸混合冷
媒を用いている。
【0015】図1の冷媒回路において、圧縮機1、第1
凝縮器3、気液分離器5、熱交換器(蒸発器)11、レ
シーバタンク13、膨脹弁(膨脹装置)15、冷却器
(蒸発器)17、アキュムレータ19とを冷媒管で接続
した主回路20を備え、気液分離器5で分離された低沸
点成分(気体成分)を冷却器11に供給して、ここで冷
却により液化した後、膨脹弁15により減圧して冷却器
17を冷却する構成としている。
【0016】一方、気液分離器5には、分離された高沸
点成分(液体成分)を導入する第2凝縮器7が接続され
ており、第2凝縮器7を通過して冷却された液体成分
は、キャピラリ9を介して熱交換器(蒸発器)11に供
給されて、熱交換器11を冷却するようになっている。
換言すれば、第2凝縮器7とキャピラリ(膨脹装置)9
を有する補助回路23では、熱交換器11に導入されて
いる低沸点成分を冷却し、主回路20における低沸点成
分の液化を促進する構成としている。
【0017】熱交換器11を通過した高沸点成分は補助
回路23の冷媒管23aを通じてアキュムレータの手前
(上流側)で、主回路20に合流されている。
【0018】主回路20において、レシーバタンク13
と膨脹弁(膨脹装置)15との間には、水分除去器(ド
ライヤ)21が設けられており、主回路20を流れる冷
媒成分(R23)のみから水分を除去する構成になって
いる。
【0019】水分除去器21は、その容器内に一般的な
水分吸着材、例えば、モレキュラーシーブスが充填され
ており、容器内を通過する液体から水分を吸着するもの
である。
【0020】尚、上述した第1凝縮器3と第2凝縮器7
とはそれぞれ別個の熱交換器ではなく、一つの熱交換器
の前半部分を第1凝縮器3とし、後半部分を第2凝縮器
7とすることが好ましい。この場合には、熱交換器の途
中から冷媒を抜き出して気液分離器5に導入し、分離し
た気体成分を熱交換器11へ導き、液体成分を第2凝縮
器7へ導入するようになっている。
【0021】また、熱交換器11では、主回路20の冷
媒管20aと補助回路23の冷媒管とが蛇行されてお
り、補助回路23においてキャピラリ9で減圧された冷
媒の蒸発により主回路20の冷媒を冷却して液化させる
ものである。
【0022】非共沸混合冷媒としては、例えば、R13
4aを60Wt %、R23を40Wt %の混合した非共
沸混合冷媒が用いられる。R134aの沸点は−26
℃、R23の沸点は−82℃である。このような組成の
混合冷媒では、R134aによりエステル系オイルが加
水分解して水が生成しやすくなる。従って、R134a
等を用いた非共沸混合冷媒では、冷媒から水分を除去す
るための水分除去器は必要不可欠となる。
【0023】次に、本実施例の作用を説明する。
【0024】図1に示す冷媒回路において、運転時には
実線で示すように、非共沸混合冷媒は、圧縮機1、第1
凝縮器3を通過して冷却された後、気液分離器5で気液
分離する。ここで分離された気体は低沸点成分であるR
23がほどんどであり、液体は高沸点成分であるR23
がほとんどある。
【0025】気体成分であるR23は、主回路20を流
れ、熱交換器11で再び冷却されて十分に液化された
後、レシーバタンク13を経て水分除去器21に供給さ
れる。
【0026】水分除去器21内では、液冷媒中の水分が
モレキュラーシブスにより吸着されて除去されるが、レ
シーバタンク13内にはほとんど液状の冷媒が導入され
るので、従来のようにガスが混入してそのガスによりモ
レキュラーシブスが踊らされるということがない。従っ
て、モレキュラシーブスどうしの擦れ合いによりモレキ
ュラシーブス自体が減耗したり屑がでるという不都合が
ない。
【0027】しかも、非共沸混合冷媒全体を水分除去器
21に通過させるものではなく、非共沸混合冷媒の一部
の成分を分離して通過させるものであるあから、水分除
去材の充填量を少なくすることができ、全体の容積を小
さくできる。また、非共沸混合冷媒の成分のうち、水分
含有量の多いほうの成分を分離して通過させるものであ
るから、水分除去器21を通過する水分濃度を高くでき
るの効率的な水分除去ができる。
【0028】気液分離器5の液体成分であるR134a
は、補助回路23を流れ、第2凝縮器7を通過して十分
に凝縮された後、キャピラリ9を介して熱交換器11に
供給されて、ここでR134aを蒸発させて熱交換器1
1を冷却する。従って、熱交換器11に導入される高沸
点成分であるR134aが熱交換器11を冷却し、これ
により主回路20を流れる低沸点成分R23を冷却して
その液化を促進する。
【0029】熱交換器11を通過した高沸点成分は補助
回路23の冷媒管23aを通じてアキュムレータの手前
(上流側)で、主回路20に合流する。
【0030】従って、冷却器17には低沸点成分である
R23のみが供給され、効率的な冷却を図る一方、高沸
点成分のR134aはR23の液化を促進する。
【0031】ここで、水分除去器21をR23が流れる
主回路にのみ設けているのは、R134aは水と同様に
双極子モーメントの極性が大きいため、水となじみやす
く水からの分離が困難と考えられるので有効な除去が期
待できないからである。
【0032】例えば、R134aは双極子モーメントが
2.058、R23は、双極子モーメントが1.65で
ある。このことは図2に示すように、R134aのほう
がR23よりも水の溶解度が多いことからも明らかであ
る。尚、R23の補助回路中にモレキュラシーブス8g
を置いた時には250mgの水分を除去できたのに対
し、R134aの中では50mgの水分しか除去できな
かった。
【0033】本発明は、上述した実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であ
る。
【0034】例えば、本発明にかかる水分除去器21
は、R23が流れる主回路20のみに配置したが、これ
に限らず補助回路23にも配置するものであってもよ
い。この場合、水分除去器21は、第2凝縮器7と膨脹
装置であるキャピラリ9の間、または気液分離器5と第
2凝縮器7との間等に配置することが望ましい。
【0035】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、非共沸
混合冷媒を複数の冷媒成分に分離しており、それぞれ膨
脹装置と蒸発器を通過させるが、各膨脹装置の上流側で
は、分離した冷媒成分は液体状態にあり、かかる液体状
態のものを水分除去器に通過させている。従って、非共
沸混合冷媒の冷媒成分のうち水分除去が必要な冷媒成分
について選択的に水分除去器を通過させることができる
とともに、効率的に水分の除去ができる。また、水分除
去器では液体状態の冷媒を通過させるものであるから、
水分除去材が踊らされず、水分除去材どうしの擦れ合い
を防止する。
【0036】請求項2に記載の発明によれば、上述の請
求項1に記載の発明において、分離した冷媒成分のう
ち、水に対する溶解度が小さい冷媒成分について選択的
に水分除去器を通過させるので、効率的に水分を除去で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にかかる冷凍装置の冷媒回路図
である。
【図2】各冷媒中の水の溶解度を示したグラフである。
【図3】従来の冷凍装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
9 キャピラリ(膨脹装置) 11 熱交換器(蒸発器) 15 膨脹弁(膨脹装置) 17 冷却器(蒸発器) 21 水分除去装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 沸点の異なる冷媒成分毎に分離された冷
    媒を導入する複数の蒸発器と、各蒸発器の上流側に配置
    された膨脹装置とを備え、非共沸混合冷媒を循環させて
    なる冷凍装置において、 少なくとも一つの前記膨脹装置の上流側に、水分除去材
    を充填した水分除去器を備えることを特徴とする冷凍装
    置。
  2. 【請求項2】 沸点の異なる冷媒成分毎に分離された冷
    媒を導入する複数の蒸発器と、各蒸発器の上流側に配置
    された膨脹装置とを備え、非共沸混合冷媒を循環させて
    なる冷凍装置において、 非共沸混合冷媒の混合成分のうち水に対する溶解度が小
    さい冷媒成分を導入する蒸発器の膨脹装置の上流側に、
    水分除去材を充填した水分除去器を配置したことを特徴
    とする冷凍装置。
JP8695095A 1995-04-12 1995-04-12 冷凍装置 Pending JPH08285410A (ja)

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